S12MagniV: la famiglia di microcontrollori a segnali misti per impieghi automotive

Freescale S12MagniV

S12MagniV è la nuova famiglia Freescale di microcontrollori a segnali misti con funzionalità integrate di connettività su bus LIN, particolarmente indicata per applicazioni di controllo motori e relè.

S12VR – overview

S12VR rappresenta la prima serie di dispositivi basata sulla tecnologia di processo LL18UHV, in grado di combinare sullo stesso strato di silicio l’elevata affidabilità del processo a 180nm per la realizzazione di memorie non-volatili (NVM) con l’integrazione di componenti logici ed analogici per alte tensioni. Questi componenti analogici includono un regolatore di tensione per impieghi automotive, un layer fisico LIN, driver low-side e high-side, e vari tipi di ingressi. Il princiaple vantaggio offerto dalla tecnologia LL18UHV è quello di consentire ai progettisti di collegare direttamente alla MCU le sorgenti di alimentazione e segnali con tensioni elevate. I dispositivi della serie, progettati espressamente per operare con la tensione di 12V fornita dalle batterie, sono infatti in grado di sopportare anche le condizioni più sfarevoli che si possono presentare negli impieghi automotive, con tensioni di picco che possono raggiungere anche i 40V. Le componenti di alta tensione sono integrate con la CPU a 16-bit S12, un prodotto maturo ed affidabile, e con blocchi di memoria flash protetta tramite ECC e memoria EEPROM. La famiglia di MCU S12VR è pienamente compatibile con la serie S12G, e questa compatibilità si estende anche alle periferiche digitali come i moduli seriali SPI e SCI, il PWM, ed i timer. Sono inoltre presenti un convertitore analogico-digitale di tipo standard, un sensore di temperatura, un modulo oscillatore interno, e pin per il collegamento di un oscillatore esterno. Le dimensioni del componente sono particolarmente contenute e consentono di risparmiare spazio a livello di PCB, un aspetto molto importante per le applicazioni automotive, nelle quali l’ottimizzazione degli ingombri e del peso contribuisce ad un risparmio significativo di carburante.

Le specifiche tecniche della famiglia S12VR sono le seguenti:

  • core basato sulla CPU S12, con bus a 25MHz
  • fino a 64 Kbyte di memoria flash con protezione ECC (Error-correcting Code Memory)
  • fino a 512 byte di memoria EEPROM con ECC
  • fino a 2 Kbyte di memoria SRAM integrata sul chip
  • layer fisico LIN conforme alle specifiche OEM e ai requisiti EMC
  • regolatore di tensione integrato per impieghi automotive
  • 2 driver low-side per il pilotaggio di carichi induttivi tramite PWM
  • fino a 2 driver high-side
  • ingressi protetti per tensione a 12V

 

I principali benefici che derivano dall’utilizzo della famiglia di componenti S12VR si possono così riassumere:

  • architettura matura S12 (basata sullo "storico" HCS12) in grado di offrire, per numerosi tipi di applicazioni, prestazioni superiori rispetto alle famiglie a 8-bit
  • memoria flash integrata per la memorizzazione del codice senza bisogno di ricorrere a flash o ROM esterne
  • interfaccia flash semplificata che consente la cancellazione di settori di memoria composti da soli 4 byte
  • dimensioni generose di memoria RAM
  • nessuna necessità di ricorrere a un layer fisico LIN esterno, risparmiando sullo spazio e sui tempi di progettazione
  • l’integrazione dei moduli ad alta tensione per uso automotive (12V) consente un ulteriore risparmio di spazio sul PCB e sul tempo di progettazione, senza la necessità di introdurre circuiti di protezione esterni
  • uscite protette in grado di pilotare carichi induttivi senza necessità di componenti esterni
  • ingressi compatibili con i livelli di tensione prodotti dalle batterie dei veicoli

Nell’immagine di apertura del presente articolo è mostrato lo schema a blocchi relativo alla famiglia di microcontrollori S12VR. In colore ocra sono visualizzati i blocchi appartenenti al sottosistema CPU, in grigio le periferiche tipiche della famiglia S12, ed infine in blu le periferiche che operano alla tensione di 12V.

S12VR – applicazioni

Le princiapli applicazioni della famiglia di MCU S12VR si possono così riassumere:

  • applicazioni nel settore automotive:
    • alzacristalli elettrici, portiere elettriche, controllo elettrico dei sedili
    • moduli di potenza per tettucci apribili
    • driver per relè controllati via LIN bus
    • attuatori "intelligenti"
  • applicazioni nel settore settore industriale:
    • sistemi di controllo a relè
    • applicazioni in cui esistono vincoli stringenti sullo spazio disponibile

 

S12VR – sistemi di sviluppo

La famiglia di microcontrollori S12VR include una scheda di valutazione con la quale è possibile accedere a tutti i pin del componente, ed è anche dotata di un relè integrato con il quale è possibile testare le applicazioni che prevedono operazioni di pilotaggio dei relè. La board sopporta carichi fino a 13A prodotti da motori a 12V, e può essere alimentata da una sorgente esterna ad elevata corrente. A livello software, Freescale propone la collaudatissima suite di sviluppo e debug CodeWarrior, alla quale si aggiunge del software pronto per l’uso espressamente sviluppato per la famiglia S12.

Nell’immagine seguente è mostrato l’MM912_634, un relè driver dotato di bus LIN integrato. Questo componente della famiglia S12 MagniV è basato su una soluzione a doppio die, è cioè fabbricato unendo due die ottenuti con processi di fabbricazione differenti.

Freescale amplierà progressivamente il numero di dispositivi da inserire nella famiglia S12VR, allo scopo di consolidare la sua posizione di azienda leader nel settore automotive.

In questo video si parla invece del Reference Design relativo ai microcontrollori a segnali misti della famiglia S12VR, con particolare enfasi sulle applicazioni nel settore automotive (controllo elettrico degli alzacristalli con sistema di sicurezza “anti-pinch”).

S12 MagniV Mixed-Signal MCUs

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31 Comments

  1. Luca Giuliodori lucagiuliodori 20 settembre 2011
  2. Bazinga 20 settembre 2011
  3. Fabrizio87 20 settembre 2011
  4. Francesco12-92 20 settembre 2011
  5. Luca Giuliodori lucagiuliodori 20 settembre 2011
  6. Fabrizio87 20 settembre 2011
  7. alexm90 20 settembre 2011
  8. Francesco12-92 20 settembre 2011
  9. Francesco12-92 20 settembre 2011
  10. Emanuele 20 settembre 2011
  11. Emanuele 21 settembre 2011
  12. Raffaele65 20 settembre 2011
  13. alexm90 20 settembre 2011
  14. Fabrizio87 21 settembre 2011
  15. divivoma 21 settembre 2011
  16. fra83 21 settembre 2011
  17. divivoma 21 settembre 2011
  18. Emanuele 21 settembre 2011
  19. fra83 21 settembre 2011
  20. divivoma 21 settembre 2011
  21. Luca Giuliodori lucagiuliodori 21 settembre 2011
  22. fra83 22 settembre 2011
  23. divivoma 22 settembre 2011
  24. Francesco12-92 24 settembre 2011
  25. Francesco12-92 24 settembre 2011
  26. Francesco12-92 24 settembre 2011
  27. Francesco12-92 24 settembre 2011
  28. divivoma 24 settembre 2011
  29. divivoma 24 settembre 2011
  30. Francesco12-92 24 settembre 2011
  31. stefano88 25 settembre 2011

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