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ANALOG/MIXED SIGNAL
MOTION CONTROL
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- ELETTRONICA OGGI 443 - MARZO 2015
Sistema efficiente
con il processore ARM Cortex-M3
Il processore e la memoria flash garantiscono un elevato
livello di flessibilità tramite programmazione software, ad
esempio per far fronte a requisiti real-time per il controllo
della velocità di rotazione e della corrente, la comunicazi-
one in sistemi distribuiti di attuatori (ad esempio in clus-
ter LIN) e funzioni di diagnostica. L’oscillatore principale
è integrato, e il ciclo di CPU può essere ridotto per limitare
il consumo e la dissipazione in potenza, senza peraltro in-
ficiare il funzionamento delle periferiche. Inoltre è incluso
un modulo di riduzione EMI (ERM) per diminuire le emis-
sioni elettromagnetiche. Tutti i moduli periferici possono
essere programmati tramite il bus AHB/APB e adattati ai
requisiti di sistema. La memoria NVRAM integrata per-
mette la memorizzazione di dati di diagnosi e applicativi.
La famiglia HVC riceve l’alimentazione direttamente dalla
batteria a 12 volt ed è conforme agli impulsi di test previs-
ti dalla normativa ISO 7337. I sistemi “Start & Stop” sono
supportati da uno speciale “modo di ritenzione”. Rispetto
ai regolatori di tensione lineari convenzionali, il regola-
tore integrato di tipo “switching” (convertitore “buck”) ri-
duce al minimo le perdite, e varie modalità di “power-sa-
ving modes” consentono il funzionamento con un ridotto
consumo, utili ad esempio per applicazioni Kl 30. Carichi
esterni, come per esempio sensori a Effetto-Hall, possono
essere alimentati tramite un “high-side switch” program-
mabile.
Una LIN-UART e il LIN “physical layer” sono integrati nel
controllore HVC per consentire la comunicazione in archi-
tetture distribuite di attuatori intelligenti (ad esempio nei
sistemi HVAC). Inoltre, un secondo pin LIN è disponibile
per l’utilizzo in cluster LIN con indirizzamento automatico
come, ad esempio, in applicazioni di valvole HVAC. L’integ-
razione di funzioni e le capacità di comunicazione offerte
dall’HVC costituiscono un passo importante nell’ottica di
un’ulteriore miniaturizzazione e integrazione in motori di
piccole dimensioni.
L’affidabilità di un sistema di pilotaggio è estremamente
influenzata dall’elettronica usata per l’attuazione. L’ar-
chitettura della nuova famiglia HVC comprende diagnosi
estese e funzioni di protezione con un SPFM superiore al
60% (“ASIL ready”).
Queste caratteristiche sono importanti per la decomposi-
zione in accordo alla normativa ISO 26262, cioè per asseg-
nare, a livello di sistema hardware e software, i requisiti
di sicurezza ai singoli elementi indipendenti del sistema.
L’elevato grado di integrazione di sistema ha un effetto
positivo sui FIT rates poiché il numero totale di compo-
nenti è ridotto.
Un esempio a dimostrazione della flessibilità in termini
di diagnosi è l’implementazione della gestione termica a
livello software. Valutando la corrente e la temperatura si
possono adottare misure per adattare il profilo operati-
vo, ad esempio riducendo il ciclo della CPU, limitando la
corrente del motore, adattando la corrente di ricircolo nel
Fig. 2 – La nuova generazione HVC con l’integrato stadio di uscita
Fig 3 – Esempi di sistemi di attuazione con la famiglia HVC