Тактовый генератор с расширенным спектром (SSCG)

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 11Следующая ⇒

Следует обратить внимание и на возможность использования тактового генератора с расширенным спектром. Такой генератор имеет частотно-модулированные колебания. «Пик» АЧХ, характерный для генератора гармонических колебаний, под воздействием частотной модуляции «размазывается» и превращается в «полку». Глубину и период частотной модуляции сигнала генератора SSCG можно изменять. Таким генератором наделены микроконтроллеры семейств V850E/ME2, Dx3, V850ES/Hx3, Fx3, V850E2/ME3 от NEC. Его применение позволяет уменьшить более чем на 10 дБ электромагнитную эмиссию (EME), излучаемую генератором, и, следовательно, уменьшить чувствительность к внешним электромагнитным помехам (EMS) на частотах работы тактового генератора (рис. 9).

Применение цепи ФАПЧ

Еще одним способом уменьшения EMS является применение синтезатора частоты на основе петли ФАПЧ (PLL). На рис. 10 видно, что паразитные высокочастотные сигналы, наведенные на выводах кварцевого резонатора, фильтруются при прохождении через ФНЧ петли ФАПЧ. На рис. 11 приведены данные, позволяющие оценить, насколько улучшается EMS микроконтроллера при использовании ФАПЧ.

Напряжение питания

Можно показать, что чем выше напряжение питания, тем выше помехоустойчивость микропроцессорной схемы. Верно и то, что чем меньше напряжение питания, тем меньше микроконтроллер будет «шуметь». Так, LPC2129 [5] от NXP и AT91SAM7S128 [6] от Atmel, попавшие в «черный список», имеют необходимую развязку шины питания ядра и шин питания портов ввода/вывода. Однако слишком малое напряжение питания ядра (1, 8 В) отрицательно сказывается на помехоустойчивости этого микроконтроллера.

Иногда бывает необходимо «связать» 3- и 5-вольтовую логику. При этом очень кстати может оказаться толерантность портов ввода/вывода к различным уровням логических сигналов, то есть возможность поддержки микроконтроллером различных напряжений портов ввода/вывода при неизменном напряжении питания ядра микроконтроллера и периферийных устройств [7] (рис. 12).

Поддержка фирмы, изготовителя микросхем, может включать такие ресурсы, как рекомендации по трассировке печатной платы, анализ производителем микросхем участка печатной платы, связанной с трассировкой микроконтроллера, и дополнительных компонентов с предложениями по улучшению электромагнитной совместимости (EMC) (рис. 13), материалы по электромагнитному излучению (EME) микроконтроллеров [8] (предоставляются после запроса у дистрибьютора). На рис. 14 представлена лаборатория NEC по проведению исследований на EMC [8]. Ее особенность в том, что она должна находиться высоко в горах, вдали от источников электромагнитного излучения.

Поддержка дистрибьютора включает предоставление образцов и оценочных комплектов для тестирования, техническую поддержку и другой сервис. В некоторых случаях, как было показано выше, дистрибьютор идет на риск, чтобы проект начал развиваться. Более «плотная» работа с дистрибьютором, как правило, всегда бывает выгодна конечному разработчику и производителю.

В таблице 3 приведены данные некоторых семейств микроконтроллеров NEC, рекомендованных для применения в приложениях с повышенными требованиями к надежности, и некоторые характеристики, позволяющие оценить, насколько надежным может получиться устройство, построенное на этих микроконтроллерах.

Таблица 3. Параметры, влияющие на надежность некоторых семейств микроконтроллеров NEC Electronics

Семейство	78K0/Kx1+	78K0/Kx2	78K0/Fx2	V850ES/Fx3	V850ES/Fx3-L	V850ES/Sx3	V850E/Dx3
Кол-во каналов CAN	-	-		1, 2, 4, 5		1, 2	1, 2, 3
Производительность (тактовая частота), макс.	10 МГц	20 МГц	20 МГц	95 MIPS (48 МГц)	43 MIPS (20 МГц)	69 MIPS (32 МГц)	95 MIPS (48 МГц)
Рабочее напряжение питания, В	2, 0–5, 5	2, 7–5, 5	1, 8–5, 5	3, 3–.5, 5	3, 3–5, 5	2, 8–3, 6	4, 0–5, 5
Разделение шин питания ядра/ тактового генератора, портов ВВ	-	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Автомобильное исполнение A: –40.. 85 °C A1: –40…110 °C A2: –40…125 °C	A, A2	A, A2	A, A2	A, A1, A2	A, A1, A2	A	A
ФАПЧ (PLL)	-	-	-	Есть	Есть	Есть	Есть
SSCG	-	-	-	Есть	-	-	Есть
Монитор тактовой частоты	-	-	-	Есть	Есть	Есть	Есть
Оконный сторожевой таймер	-	Есть	Есть	-	-	-	-
Независимый генератор для сторожевого таймера	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть

Отчет о EME исследовании микроконтрол-лера	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть
Рекомендации по трассировке PCB	-	-	-	Есть	-	-	-
Анализ производителя микросхем PCB заказчика	-	-	-	Есть	-	-	-
Техническая и логистическая поддержка дистрибьютора	-	-	-	Есть	-	-	-

Заключение

Рассмотрены основные аспекты, связанные с выбором микроконтроллеров для ответственных применений. Испытания, проведенные по довольно «суровой» методике, приведенной в статье, позволяют читателю решить задачу с выбором микроконтроллера для своего применения, с учетом требований к надежности разрабатываемого устройства, а также сервиса, получаемого как при разработке, так и на всех последующих стадиях производства.

В одной из своих новых разработок фирма «Свей» применила 8-разрядный микроконтроллер UPD78F9212GR производства NEC Electronics.

Литература

1. http: //focus.ti.com/lit/ds/symlink/msp430f148.pdf

2. http: //www.eu.necel.com/_pdf/U17718EJ2V0UD00.PDF

3. http: //www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/ADUC7019_7020_7021_7022_7024_7025_7026_7027_7028.pdf

4. http: //www.nxp.com/acrobat_download/datasheets/LPC2141_42_44_46_48_3.pdf

5. http: //www.nxp.com/acrobat_download/datasheets/LPC2109_2119_2129_6.pdf

6. http: //www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc6175.pdf

7. http: //www.eu.necel.com/_pdf/U17830EE1V0UM00.PDF

8. Материалы, предоставляемые NEC Electronics (www.necel.com) по запросу.

Геннадий Горюнов gennady.gr@eltech.spb.ru

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒