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ARMマイコンでは珍しい、5Vコア電源で動作するモーター制御に特化したXMC1300登場!

ARMマイコンでは珍しい5Vコア電源!

「Infineon?マイコン?」
えっ?と思われた方も多いかと思います。大体の方に このような反応を頂くのですが、実はInfineonはMCUの老舗メーカーなんです。車載業界では知らない人はいないほど有名で、世界中でInfineon製マイコンが使用されています。こんな老舗メーカーから産業機器に向けに開発されたマイコン”XMCシリーズ”がリリースされました。驚くのは、M0コアを内蔵したXMC1000シリーズ、何と電源電圧がARMのマイコンでは珍しい5V(電源電圧:1.8V-5.5V、動作温度条件:~100℃)で動作しちゃうんです。
 

M0コアのARMマイコンでM3コア並のモーター制御を実現!XMC1300

モーターアプリケーションに特化したXMC1300。Cortex-M0コアなのにモーター制御用機能が満載、豊富なペリフェラルが搭載されています。

モーター制御に便利な機能
PWM PWM生成用回路(CCU8)
POSIF
 エンコーダー、ホールセンサー入力専用I/F
Math Co-Processor
 割り算、三角関数計算用のコ・プロセッサー
ADC 12ビットのADコンバーター

CAN通信用のペリフェラルを搭載したXMC1400は、サンプル:リリース済み、量産:2016Q1を予定しています。

❏ この機能が凄い!Math Co-Processor
 モーター制御回路では、割り算、三角関数計算を多用します。これらの計算をソフト的に行うことはソフト負荷が高く、サイクル数が必然的に増えてしまいます。これにより、一般的にはベクトル制御等をM0コアで行うのはほぼ不可能でした。Infineonはここに注目し、M0コアでベクトル制御のようなソフト負荷の高い制御を行わせる為、ボトルネックとなる割り算、三角関数の計算をメインCPUとは別のMath Co-Processorに持たせることでM0コアにてM3並のパフォーマンスを引き出すことに成功しました。
これによりM3コアのデバイスを価格メリットの高いM0コアで置き換えることで、BOMコストの低減化が行えます!
機能詳細についてはこちらの資料をご参照ください。

充実の開発環境

マイコンを使用する上で重要なのが開発環境です。InfineonではXMC開発用にEclipseベースのオリジナル開発ツール「DAVE」を無償でご提供しています。(ユーザー情報を入力するだけで入手可能です) また、すぐにモーター制御の評価ができる評価ボードもご用意しています。

❏ オリジナル開発ツール「DAVE」のここが凄い!
 開発期間を短縮する為に、ペリフェラル毎にXMC Libを用意し、可読性を高くする為にMISRA-C,CMSISに対応しています。また、モーター制御、LED制御、電源制御等に特化したアプリケーション用のライブラリとしてDAVE Appを用意しており、本ライブラリはGUIを使って各種パラーメータの設定等を行い、最終的にソースを生成して使用します。ピンのマッピングについても、GUIベースで行い、リソースの競合等も本マッピング時に解析されます。これらの機能により、通常データシー、リファレンスマニュアルを全て把握し理解した上で設計を行っていましたが、DAVE App、その他の機能によりこの作業を短縮することが可能です。

 開発ツール「DAVE」の入手方法についてはこちらのFAQを参照ください。

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❏ 3rdパーティとの連携
 各種ライブラリに関しては、リリース前に各種コンパイラでコンパイルを行っており、コンパイラとの連携もスムーズに行うことが可能です。また、MathWorks社のMatlab/Simulink向けにライブラリを用意しており、XMC1000、4000シリーズ全てにおいてモデリングベースでの設計開発が可能です。

 3rdパーティ製ツールの対応状況はこちらのFAQを参照ください。

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❏ 開発キット(KIT_XMC1x_AK_Motor_001)
 評価キットにはXMC1300 CPU Cardと3相のPMSMモーターが搭載されたボードが用意されており、すぐにモーター制御を評価することができます。また、Segger社のJ-Linkがインプリメントされたチップが搭載されており、新たにデバッガーを購入することは不要です。

用途に合わせ選べるXMCシリーズ

Infineon社のXMCシリーズはM0コアを内蔵し5V動作可能なXMC1000シリーズと、M4コア、3.3V動作のXMC4000シリーズを用意しています。

XMC1000シリーズ

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XMC4000シリーズはXMC1000シリーズの機能に加え、
 - 各種Communication用ペリフェラル(SD,USB,Ethernet,etc)
 - 電源の高速スイッチング制御の為のHigh Resolution PWM
 - モーター制御用⊿Σデモジュレーション用フィルタメモリ
 - Flashメモリ、RAMサイズが大きく拡充、Cacheメモリ追加
が搭載されてた、より高機能なマイコンです。

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