Ваш город: Москва
+7 (495) 221-78-04
+7 (812) 327-327-1
Терраэлектроника

Система предотвращения столкновений на базе Silego SLG46620V GreenPAK 4

Компания Silego хорошо известна постоянным читателям УНИТЕРЫ благодаря семействам микросхем со смешанными сигналами GreenPAK. Сейчас в портфолио компании есть пять семейств таких микросхем. Их главное достоинство – возможность создания сверхкомпактных цифро-аналоговых схем для различных приложений. На этот раз для демонстрации возможностей GreenPAK инженеры компании разработали контроллер предотвращения столкновений на базе Silego SLG46620V GreenPAK 4.

Система предотвращения столкновений на базе Silego SLG46620V

Рис. 1. Система предотвращения столкновений на базе Silego SLG46620V

Фирма Silego специализируется на разработке программируемых микросхем со смешанными сигналами. Они объединяют в себе черты программируемых аналоговых матриц (FPAA) и обычных цифровых ПЛИС.

Номенклатура компании Silego включает пять семейств микросхем GreenPAK, каждое из которых имеет узкую специализацию и отличается набором аналоговых блоков, составом комбинационной логики и возможностями программируемой матрицы соединений. В итоге каждая микросхема позволяет создавать приложения с минимальными габаритами, отличными характеристиками и низкой стоимостью. Примером этого стал контроллер системы предотвращения столкновений на базе Silego SLG46620V.

Суть работы системы защиты от столкновений достаточно проста. Контроллер системы устанавливается на подвижный объект, который необходимо защитить. Это может быть автомобиль, робот, промышленный механизм и т. д. Этот контроллер постоянно следит за наличием препятствий на пути объекта. Как только препятствие обнаружено, начинается торможение. При этом интенсивность торможения зависит от скорости объекта и расстояния до препятствия. Именно такой контроллер и разработали инженеры Silego.

Для демонстрации работы системы предотвращения столкновений была выбрана игрушечная модель автомобиля с радиоуправлением (рис. 2). На ней дополнительно были установлены следующие элементы: ультразвуковой датчик измерения расстояния HC-SR04, контроллер на базе SLG46620V, передние и задние светодиоды. Если изначально приемник радиоуправления и драйвер двигателя были соединены напрямую, то после доработки модели они уже подключались через контроллер системы защиты. Посмотреть на испытания модели можно в отчетном ролике в интернете: https://www.youtube.com/watch?v=H1Fc5dvvA8o&feature=youtu.be

Схема реализации системы предотвращения столкновений

Рис. 2. Схема реализации системы предотвращения столкновений

Контроллер на базе SLG46620V выполняет несколько функций. Во-первых, он принимает ШИМ-сигналы от приемника радиоуправления (THROTTLE_IN) и сигналы от ультразвукового датчика (ECHO). Во-вторых, производит обработку и анализ обоих сигналов. В третьих, он формирует выходной сигнал для драйвера электромотора (THROTTLE_OUT). Кроме того, SLG46620V управляет яркостью светодиодов, для чего так же используется ШИМ.

Как видно из описания, схема должна содержать счетчики для измерения длительностей входных сигналов, схемы сравнения, логику для анализа данных, контроллер ШИМ для формирования выходных сигналов. Логично предположить, что контроллер будет иметь сложную принципиальную схему. Однако это не так. Дело в том, что все перечисленные блоки уже находятся на борту SLG46620V!

SLG46620 – программируемая микросхема смешанных сигналов, выполненная в компактном 20-выводном корпусе STQFN (2 x3 x 0,55 мм). При таком миниатюрном исполнении внутренне содержание SLG46620 впечатляет:

  • Аналоговые блоки: 8-битный АЦП, два ЦАП, шесть компараторов, два фильтра, ИОН, четыре интегрированных генератора;
  • Цифровые блоки: до 18 портов ввода/вывода, матрица соединений и комбинаторная логика, программируемые схемы задержки, программируемый функциональный генератор, шесть 8-битных счетчиков, три 14-битных счетчика, три ШИМ-генератора/компаратора.

В итоге, принципиальная схема контроллера максимально проста. Она включает всего несколько пассивных компонентов и разъемов (рис. 3). Как следствие, итоговое решение оказывается очень компактным (рис. 4).

Принципиальная схема контроллера предотвращения столкновений на базе Silego SLG46620V

Рис. 3. Принципиальная схема контроллера предотвращения столкновений на базе Silego SLG46620V

Трехмерная модель контроллера предотвращения столкновений на базе Silego SLG46620V

Рис. 4. Трехмерная модель контроллера предотвращения столкновений на базе Silego SLG46620V

При реализации контроллера предотвращения столкновений с помощью SLG46620V была реализована достаточно сложная структура (рис. 5). В ней использовались ШИМ-генераторы, счетчики, программируемый функциональный генератор, мультиплексоры, цифровые компараторы, схема сброса, схема тактирования и т. д.

Функциональная схема, реализованная с помощью Silego SLG46620V

Рис. 5. Функциональная схема, реализованная с помощью Silego SLG46620V

Как и в случае с другими семействами GreenPAK, разработка прошивок для микросхем  производится с помощью бесплатной среды проектирования Silego GreenPAK Designer (рис. 6). Доступны версии этой среды для всех основных ОС (Windows XP/ Vista/ 7/ 8.1 (x86, x64), MAC OS X (v10.5) или Ubuntu 12.04). Взаимодействие с SLG46620V осуществляется с помощью SPI-интерфейса.

Реализация части структуры контроллера предотвращения столкновений в среде GreenPAK Designer

Рис. 6. Реализация части структуры контроллера предотвращения столкновений в среде GreenPAK Designer

Естественно, что приведенный пример использования SLG46620V не единственный. Как видно из схемы, контроллер системы защиты от столкновений использует преимущественно цифровые блоки SLG46620V. Наличие компараторов, АЦП и ЦАП дает разработчикам возможность создавать гораздо более сложные решения за счет интеллектуальных функций. Например, контролировать состояние различных концевых и аналоговых датчиков, управлять работой исполнительных устройств с цифровым, ШИМ и аналоговым управлением.

Чтобы ознакомиться со всеми особенностями микросхем GreenPAK 4, предлагается использовать отладочный набор GreenPAK 4 Development Kit (рис. 7). Он включает в себя все необходимое для начала работы: универсальную отладочную плату, адаптер для установки и программирования GreenPAK 4, образцы SLG46620V и SLG46140V, кабель USB.

Отладочный набор GreenPAK 4 Development Kit

Рис. 7. Отладочный набор GreenPAK 4 Development Kit

Без сомнения миниатюрные и недорогие микросхемы SLG46620 найдут свое применение не только в игрушках, но и в таких областях как: персональные компьютеры, оргтехника, бытовая электроника, портативные приборы, мобильные устройства, промышленная автоматика и робототехника.

Характеристики микросхемы SLG46620V:

  • тип: программируемая микросхема смешанных сигналов;
  • аналоговые блоки: 8-битный АЦП, два ЦАП, шесть компараторов, два фильтра, ИОН, четыре интегрированных генератора;
  • цифровые блоки: до 18 портов ввода/ вывода, матрица соединений и комбинаторная логика, программируемые схемы задержки, программируемый функциональный генератор, шесть 8-битных счетчиков, три 14-битных счетчика, три ШИМ-генератора/компаратора;
  • коммуникационный интерфейс: SPI;
  • диапазон напряжений питания: 1,8…5 В;
  • диапазон рабочих температур: -40…85 °C;
  • корпусное исполнение: 2 x 3 x 0,55 мм 20-выводной STQFN.

Состав ознакомительного набора GreenPAK 4 Development Kit:

  • универсальная отладочная плата;
  • адаптер для установки микросхем GreenPAK 4 STQFN-20;
  • адаптер для установки микросхем GreenPAK 4 STQFN-14;
  • образцы SLG46620V;
  • образцы SLG46140V;
  • USB-кабель (A – Mini B).

Производитель: Silego Technologies, Inc
SLG46620V SLG46620V Цена, руб. Срок поставки Запросить
условия
поставки
 Программируемая микросхема смешанных сигналов в 20-выводном корпусе STQFN (2 x3 x 0,55 мм).
Состав: Аналоговые блоки: 8-битный АЦП, два ЦАП, 6 компараторов, 2 фильтра, ИОН, 4 интегрированных генератора; Цифровые блоки: до 18 портов ввода/вывода, матрица соединений и комбинаторная логика, программируемые схемы задержки, программируемый функциональный генератор, шесть 8-битных счетчиков, три 14-битных счетчика, 3 ШИМ-генератора/компаратора.
По запросу
GreenPAK4 Development Kit GreenPAK4 Development Kit Цена, руб. Срок поставки Запросить
условия
поставки
Отладочный комплект для программируемых матриц смешанных сигналов SLG46140V, SLG46620.
6040,00 r
Версия для печати версия для печати

Заметили ошибку в работе сайта?
Скажите нам об этом