NE_11_2008.pdf

СОДЕРЖАНИЕ

№11 (57), 2008 г.

КОМПОНЕНТЫ

Информационно-технический

журнал.

DSP

Учредитель – ЗАО «КОмпэл»

Цифровые сигнальные контроллеры с плавающей точкой

(Texas Instruments)

Алексей Пантелейчук ........................................................................3

Издается с 2005 г.

БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Свидетельство о регистрации:

пИ № ФС77-19835

GPS-модуль компании eRide с рекордной чувствительностью

Олег Пушкарев .......................................................................................6

СИЛОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Редактор:

Геннадий Каневский

vesti@compel.ru

Помощник редактора:

Анна Кузьмина

Интеллектуальные ключи International Rectifier

Евгений Звонарев ................................................................................10

ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ

Редакционная коллегия:

Андрей Агеноров

Алексей Гуторов

Евгений Звонарев

Сергей Кривандин

Валерий Куликов

Александр Райхман

Борис Рудяк

Игорь Таранков

Илья Фурман

Алюминиевые электролитические конденсаторы Samwha

Сергей Швецов ................................................................................17

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ

Управление изолированным затвором IGBT.

Основные положения. Часть I

(Semikron)

Маркус Хермвиль, Андрей Колпаков .............................................23

Дизайн, графика, верстка:

Елена Георгадзе

Владимир писанко

Евгений Торочков

СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ

Цепь защиты при резких изменениях напряжения

автомобильной сети

(Maxim Integrated Products)

Рональд Морадхан ..............................................................................27

Распространение:

Анна Кузьмина

Электронная подписка:

www.compeljournal.ru

ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ

Отпечатано:

«Гран при»

г. Рыбинск

СТРАНИЦА ГЕОРГИЯ КЕЛЛА

Суджи Накамура: творец синего цвета ..........................................29

Тираж – 1500 экз.

ВОПРОСЫ ЧИТАТЕЛЕЙ .........................................................................31

Подписано в печать:

17 августа 2008 г.

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №11, 2008

ОТ РЕДАКТОРА

Уважаемые

читатели!

этот номер на-

шего журнала по-

лучился летним,

цветным и разно-

образным, как са-

лат. Но хорошие

повара знают, что

в грамотно приготовленном салате,

при всем богатстве ингредиентов,

обязательно должна быть сквозная

вкусовая нота. В данном случае в

качестве такой ноты выступает «до-

бавленный интеллект».

Компания Texas Instruments до-

бавила в архитектуру цифровых сиг-

нальных контроллеров, основанных

на платформе C2000, модуль вычис-

лений с плавающей точкой – и по-

лучилось семейство TMS320F2833x

с увеличенной на 50% по сравне-

нию с базовыми изделиями произ-

водительностью. Благодаря плаваю-

щей точке, математические действия

можно выполнять быстрее в среднем

в 2,5 раза (cм. стр. 3).

Компания eRide добавила в нави-

гационный GPS-модуль процессор

на ядре ARM7 и чипсет собственной

разработки OPUS III. процессор

позволил получить на выходе моду-

ля готовые навигационные данные,

которые в дальнейшем может об-

работать недорогой внешний 8-раз-

рядный контроллер. А чипсет по-

зволил достичь рекордной на рынке

чувствительности -161 дБ, что дает

возможность строить на базе нового

модуля EMD3622F навигационные

системы для современного мегапо-

лиса со сложными внутригородски-

ми коммуникациями (cм. стр. 6).

Важной группой продукции ком-

пании International Rectifier явля-

ются интеллектуальные ключи. Их

функции схожи с функциями мОп-

транзисторов, но добавленный ин-

теллект позволяет управлять ими

непосредственно с логических схем,

минуя драйверы, и реализовывать

многочисленные схемы защиты –

от перегрузок по току и напряже-

нию, перегрева кристалла, включе-

ния с обратной полярностью и т.д.

(cм. стр. 10).

И, наконец, достойной вкусовой

приправой к летнему салату служит

увлекательная статья Георгия Келла

о Суджи Накамуре. этому японско-

му инженеру-исследователю удалось

в 1993 году создать первый образец

синего светодиода. Он послужил

основой для сверхъярких белых

светодиодов, без которых сейчас

трудно представить себе электрон-

ную отрасль. почти что детективная

история открытия и коммерческих

войн вокруг него – на стр. 29.

приятного аппетита!

С уважением,

Геннадий Каневский

DSP

Алексей Пантелейчук (КОМПЭЛ)

ЦИфРОВЫЕ СИГНАЛЬНЫЕ

КОНТРОЛЛЕРЫ С ПЛАВАющЕЙ

ТОЧКОЙ

Инструментальный усилитель

с околонулевым смещением

INA333 – новый малопотребляю-

щий инструментальный усилитель

с околонулевым смещением про-

изводства Texas Instruments. при

токе покоя 75 мкА, напряжении

смещения 25 мкВ, рабочем напря-

жении 1,8 В и самом высоком в

своем классе соотношении сигнал/

шум, INA333 позволяет получить

высокую точность и стабильность

при увеличении времени работы

батареи в портативных медицин-

ских, измерительных и промыш-

ленных системах сбора данных.

Платформа цифровых сигнальных контроллеров

TMS320C2000 компании Texas Instruments является одним из ли-

дером рынка среди процессоров для встраиваемых приложений. Не-

давно появились новые представители TMS320C2000 – семейство

TMS320F2833x. Это семейство наследует архитектуру предше-

ственников, но, в отличие от них, содержит модуль вычислений с

плавающей точкой и контроллер прямого доступа к памяти, что

позволяет эффективно реализовывать более сложные алгоритмы

управления.

Основные преимущества:

• Низкое напряжение смещения:

25 мкВ (макс)

• Низкий уровень дрейфа:

0,1 мкВ/°C

• Низкий ток покоя: 75 мкА

• Низкий ток смещения: 200 пA

• Шум: 50 нВ/√Гц при 75 мкА

• минимальное рабочее напряже-

ние до 1,8 В

• Корпус MSOP-8.

TMS320F2833x состоит из

трех контроллеров, отличающих-

ся объемом встроенной памяти и

набором периферийных устройств

(таблица 1). На рисунке 1 изобра-

жен старший представитель семей-

ства, который содержит 512 кБ

flash-памяти и 68 кБ ОЗУ. Вся

встроенная Flash и 32 кБ RAM за-

щищены 256-битным паролем. В

число периферийных устройств

входит до 16 каналов 12-битного

АЦп со скоростью преобразова-

ния12,5 MSPS (на сегодняшний

день самый быстрый АЦп, встро-

енный в цифровой сигнальный

контроллер), 18 каналов ШИм

(шесть из которых с разрешающей

способностью 150 пс) для управ-

ления трехфазными приводами,

интерфейс внешней памяти, кон-

фигурируемый как 16- или 32-бит-

ный. TMS320F2833x поддержива-

ют множество коммуникационных

интерфейсов для связи с внешни-

ми периферийными устройствами,

процессорами и контроллерами.

Контроллер имеет 88 цифровых

портов ввода/вывода.

Все цифровые сигналь-

ные контроллеры семейства

TMS320F2833x полностью совме-

стимы по выводам и программ-

ному коду, что позволяет опти-

мизировать приложение по цене,

производительности и функцио-

нальности, переходя с одного кон-

троллера на другой.

Контроллеры имеют произво-

дительность до 300 миллионов ин-

струкций с плавающей точкой в

Основные области применения:

• портативные медицинские при-

боры

• Системы сбора данных

• Весовое оборудование.

секунду (MFLOPS), работают на

частоте 150 мГц и являются са-

мыми недорогими контроллерами

с плавающей точкой.

Таблица 1. Отличия контроллеров внутри семейства

TMS320

МГц

Flash, кБ RAM, кБ DMA PWM/HRPWM CAP/QEP

Последовательные интерфейсы

F28335

150

512

Есть

12/6

6/2

SPI, 3xSCI, I 2 C, 2xMcBSP, 2xCAN

F28334

150

256

Есть

12/6

4/2

SPI, 3xSCI, I 2 C, 2xMcBSP, 2xCAN

F28332

100

128

Есть

12/4

4/2

SPI, 2xSCI, I 2 C, McBSP, 2xCAN

Таблица 2. Основные математические операции и число тактов процессора

Операции

C28x 32-bit

(Оптимизированный Ассемблер)

float32

(Оптимизированный Ассемблер)

Div

24 (2,92)

Sqrt

27 (2,56)

Sin & Cos

44 (2,09)

Atan2

118

53 (2,23)

Среднее значение увеличения производительности (эквивалентная частота F2812)

2,45 (367 мГц)

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №11, 2008

Алексей Пантелейчук

В настоящий момент семейство

DSP

Рис. 1. Блок-схема архитектуры TMS320F28335

Разработчики программно-

го обеспечения обычно начинают

разработку алгоритма, используя

арифметику с плавающей точкой.

Затем преобразуют полученный

код для запуска его на процес-

соре с фиксированной точкой.

Контроллеры TMS320F2833x по-

зволяют исключить второй этап

разработки программного обеспе-

чения, что экономит много време-

ни и способствует быстрому выхо-

ду устройства на рынок.

при реализации алгоритмов

управления масштабирование и

округление производится намно-

го чаще, чем при реализации ал-

горитмов цифровой обработки

сигналов. Вот почему плавающая

точка значительно увеличивает

производительность в таких при-

ложениях.

В таблице 2 представлены

основные математические опера-

ции и количество тактов процес-

сора, которые тратятся при их ре-

ализации с помощью процессоров

С28х с использованием фиксиро-

ванной и плавающей точки.

Из таблицы видно, что благо-

даря плавающей точке, математи-

ческие действия можно выполнять

в 2,5 раза быстрее. эквивалентная

частота означает, что разработчик,

использующий F2812, должен ра-

зогнать процессор до 367 мГц,

чтобы получить производитель-

TMS320F2833x способны увели-

чить производительность на 50% и

упростить программное обеспечение

таких приложений, как трехфазные

инверторы для солнечных батарей,

высококлассные источники мощно-

сти, автомобильные радиолокаторы,

системы управления приводами.

Таблица 3. Изменение числа тактов при переходе на плавающую точку

Алгоритмы управления

C28x 32/64-битная математика

(C/C++)

float32

(C/C++)

State Estimator

1563

~ 1137 (1,37)

Park Transform

107

~ 60 (1,78)

High Precision PID

110

~ 70 (1,57)

Среднее значение увеличения производительности (эквивалентная F2812 частота)

1,57

(236 MHz)

Таблица 4. Скорость выполнения алгоритмов DSP

DSP

C28x 16/32-bit

(Оптимизированный Ассемблер)

float32

(Оптимизированный Ассемблер)

Vector Product (N=40)

59 (0,97)

Vector Max (N=40)

139

103 (1,35)

Vector Sum (N=40)

134

139 (0,96)

Ecludian Distance (N=40)

141

106 (1,33)

FFT Complex (256)

~ 27000

~ 11000 (2,45)

IIR Cascaded

14 cycles/filter

8 cycles/filter (1,75)

FIR Single Sample (N=1, T=16)

42 (0,93)

FIR LMS (N=1, T=16)

102

76 (1,34)

Среднее значение увеличения производительности (эквивалентная F2812 частота)

1,38 (207 мГц)

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №11, 2008

DSP

ность F28335. Рассмотрим, как

изменится число тактов при пере-

ходе на плавающую точку в алго-

ритмах управления. Результаты

представлены в таблице 3.

В таблице 4 представлены ре-

зультаты сравнения скорости вы-

полнения DSP-алгоритмов.

На рисунке 2 показано графиче-

ски увеличение производительности

при переходе на плавающую точку

для математических функций, ал-

горитмов управления и алгоритмов

цифровой обработки сигналов.

Для начала разработки при-

ложения на базе процессоров

TMS320F2833xрекомендуетсяотла-

дочный комплект TMDXEZ28335,

который содержит:

• Отладочную плату с процес-

сором TMS320F28335;

• CD-ROM со средой разра-

ботки Code Composer Studio 3.1,

пО для диагностики и примеры

программ;

• Инструкцию;

Рис. 2. Увеличение производительности при переходе на плавающую точку

• Руководство пользователя;

• USB-кабель для соединения

платы с компьютером;

• Блок питания.

Получение технической информа-

ции, заказ образцов, поставка –

e-mail: dsp.vesti@compel.ru

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №11, 2008

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: