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03.09.08 23:29 Alter: 12 Jahre
Kategorie: Mobile Generation
Von: Nina Eichinger

Neues Produkt aus der SuperH-Familie für Motorsteuerungs-Anwendungen

Renesas präsentiert mit dem SH7286 das jüngste Mitglied seiner SuperH-Produktpalette. Der Baustein ist das erste SuperH-Produkt mit bis zu 1 MByte schnellem, integriertem MONOS-(Metal Oxide Nitride Oxide Silicon)-Flash-Speicher, das speziell für High-End Antriebe, AC-Servos und die Umrichtertechnik entwickelt wurde.


Renesas Logo

Renesas SH7286

Renesas SH7286

Ratingen / Dornach – Die SuperH-Produktfamilie umfasst bereits Produkte für andere Anwendungen mit bis zu 2,5 MByte Speicher, so dass ein neues Produkt mit 1 MByte für Renesas ein relativ einfacher Schritt ist. Für europäische Kunden im Bereich Motor-Control und Umrichter ist dieses Produkt allerdings ein wichtiger Fortschritt. Bei anspruchsvollen Antriebstechnik- oder Umrichter-Anwendungen in Europa beträgt der typische Codeumfang etwa 384KB, allerdings mit stark wachsender Tendenz. Bei Motor-Control-Anwendungen gibt es einen Trend von Dual-MCU- zu Single-MCU-Lösungen, was sich nachteilig auf den Codeumfang auswirkt. Europäische Systemingenieure ihrerseits erwägen den Einsatz von externen Speichern und Bausteinen ohne ROM, da Microcontroller mit bis zu 1 MByte an integriertem Flash und dedizierten Motor Control Peripherieelementen bisher nicht verfügbar waren.

Der SH7286 Baustein bietet eine umfassende MTU2-Timer-Einheit mit sechs aus 16-Bit-Timern bestehenden Kanälen, Unterstützung für bis zu 16 Input-Capture-/Output-Compare-Funktionen und Dreiphasen-PWM-Fähigkeit für Elektromotoren. Eine Quadratur-Encoder-Rückkopplungsfunktion eröffnet zusätzliche Features für die Motorsteuerung. Dazu kommt ein spezieller Kanal, der Totzeiten in der Leistungsstufe messen kann. Dieser ermöglicht sowohl kürzestmögliche Totzeiten für maximalen Wirkungsgrad als auch einen sicheren, nicht-destruktiven Betrieb der Leistungsstufe. Der MTU2 enthält mit seinen Port-Output-Enable-(POE)-Pins noch weitere Sicherheitsfunktionen, die eine schnellere und deterministischere Antwortzeit bieten und damit eine sichere Schnellabschaltung des Motors gewährleisten. Ebenfalls bietet der Baustein ein MTU2S-Peripherieelement, das einfach ein Subset des MTU2 ist. Dies bedeutet, dass der SH7286 zwei vektorgesteuerte Industrie-Umrichter gleichzeitig ansteuern kann.

Das IC enthält drei A/D-Wandler mit je vier Kanälen, 12 Bit Auflösung und einer Konversionszeit von 1,0µs. Jeder A/D-Wandler lässt sich durch den MTU2 triggern, wobei sich eine zusätzliche Delay-Zeit für die Unterstützung von Algorithmen, zum Beispiel zur Ansteuerung von Single-Shunt-Motorantrieben, definieren lässt.

Datenkommunikation ist eine offensichtliche und wichtige Anforderung für ein Produkt, das die Funktionen von zwei MCUs in einem Motorsteuerungssystem vereint. Der SH7286 umfasst ein CAN-Modul, ein USB 2.0 Modul, fünf SCI-Kanäle, einen SSU-Kanal (Synchronous Serial communication Unit) sowie einen IIC-Kanal.

Der Baustein arbeitet mit dem leistungsfähigen SH-2A Core. Dieser Core, eine erweiterte Version des SH-2 Cores von Renesas, besitzt eine superskalare Architektur und enthält zwei Ausführungseinheiten in der Pipeline, wodurch sich zwei Befehle parallel zueinander ausführen lassen und der Code doppelt so schnell ausgeführt werden kann wie der CPU-Takt. Zusätzlich verhindert die Harvard-basierte Architektur Buskonflikte zwischen den Befehlsaufrufen und dem Daten-Zugriff. Der SH-2A enthält weiterhin eine optionale Floating-Point-Unit (FPU), und obwohl diese nicht im SH7286 spezifiziert ist, bietet sie einen Upgrade-Pfad für Codes, die schnellere DSP-Funktionen benötigen.

Die CPU-Register im Core sind im SH7286 in "Bänken" angeordnet, wobei die 19 Register 15-fach gespiegelt werden. Mit dieser Technik kann eine Interrupt-Subroutine einen zweiten Satz von Registern nutzen und die aktuellen Register für die Rückkehr aus der Interrupt-Subroutine einsatzbereit halten. Dies bedeutet, dass die Register nicht im Stack gespeichert und wieder zurück geschrieben werden müssen, was eine schnellere Rückkehr aus der Interrupt-Subroutine ermöglicht. Als Ergebnis ist die Antwortzeit auf eine Interrupt-Anfrage (IRQ) so schnell wie ein einfacher Verzweigungsbefehl: nur sechs Zyklen.

Ergänzend enthält der Baustein einen Watchdog-Timer, zwei Compare-Match Timerkanäle sowie 32 KByte oder 24 KByte RAM. Der SH7286 ist in zwei Gehäusevarianten mit 176 Pins erhältlich (entweder 24 mm x 24 mm mit 0,5 mm Pitch oder 20 mm x 20 mm mit 0,4 mm Pitch) und arbeitet mit einer Betriebsspannung von 3,0V bis 5,5V.

Renesas ist auf der Electronica 2008 vom 11. bis 14. November in Halle A6 am Stand 143 zu finden.


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