MICROCHIP v4.2 Encoder Interface Brukerveiledning

Enkodergrensesnitt v4.2
Brukerveiledning

Introduksjon

(Spør et spørsmål)
Inkrementell koder er den vanligste sensoren som brukes for feltorientert kontroll (FOC) av permanent magnetbørste mindre likestrøm (BLDC) eller synkronmotor med permanent magnet (PMSM). Denne sensoren gir relativ vinkelposisjon som utgang i form av pulser. En kvadraturkoder produserer typisk to utganger, som har pulser faseforskyvet med 90°, som vist i figur 1. Faseforskyvningen mellom de to signalene A og B representerer rotasjonsretningen. Enkodergrensesnittlogikken bruker kantdeteksjon på stigende flanker og fallende flanker av A og B, som vist i figur 2. Dette gir en oppløsning som er fire ganger koderoppløsningen og gir en meget høy oppløsning fra en lavkostkoder.
Følgende figur viser kodersignalene i retning med og mot klokken.
Figur 1. Kodersignaler i retning med klokken og mot klokkenFølgende figur viser kantdeteksjon av koderpulser for høyere oppløsning.
Figur 2. Kantdeteksjon av koderpulser for høyere oppløsningEtter kantdeteksjonen brukes tellere for å få en rotorvinkelposisjon i form av en elektrisk vinkel slik at den kan brukes direkte for FOC. Angle_count_max-verdien representerer det totale antallet kanter som vil bli oppdaget i en mekanisk rotasjon av rotoren. Vinkelutgangen varierer fra 0 til 262143, der 262143 representerer 360°. Variasjonen av vinkelutgang i forhold til kantene er vist i figur 3 for positiv hastighet og figur 4 for negativ hastighet. Hastighetsutgangen beregnes basert på endringshastigheten for vinkelposisjonen.

Tre parametere brukes til å konfigurere kodergrensesnittet:

Følgende figur viser Theta-utgangen for den positive retningen.
Figur 3. Theta-utgang for positiv retningFølgende figur viser Theta-utgangen for den negative retningen.

Figur 4. Theta-utgang for negativ retning

Sammendrag (Spør et spørsmål)
Følgende tabell gir en oppsummering av encoder Interface IP-egenskaper.

Funksjoner (Spør et spørsmål)
Encoder Interface har følgende nøkkelfunksjoner:

• Beregner den relative vinkelposisjonen
• Beregner den filtrerte hastighetsutgangen

Implementering av IP Core i Libero Design Suite (Spør et spørsmål)
IP-kjerne må installeres i IP-katalogen til Libero® SoC-programvaren. Dette gjøres automatisk gjennom oppdateringsfunksjonen for IP Catalog i Libero SoC-programvaren, eller IP-kjernen kan lastes ned manuelt fra katalogen.
Når IP-kjernen er installert i Libero SoC-programvarens IP-katalog, kan kjernen konfigureres, genereres og instansieres i SmartDesign-verktøyet for inkludering i Libero-prosjektlisten.
Enhetsutnyttelse og ytelse (Spør et spørsmål)
Følgende tabell viser enhetsbruken som brukes for Encoder Interface.
Tabell 1. Utnyttelse av kodergrensesnitt

Viktig: 

1. Dataene i denne tabellen er fanget ved bruk av typiske syntese- og layoutinnstillinger. CDR-referanseklokkekilden ble satt til Dedikert med andre konfiguratorverdier uendret.
2. Klokken er begrenset til 200 MHz mens du kjører timinganalysen for å oppnå ytelsestallene.

Funksjonell beskrivelse

(Spør et spørsmål)
Følgende figur viser blokkskjemaet for kodergrensesnittet.
Figur 1-1. Blokkdiagram på systemnivå for kodergrensesnitt

Enkodergrensesnittblokken konverterer signaler mottatt fra QA, QB til dens tilsvarende vinkel og hastighet. Blokken teller koderkanter til angle_count_max_i-verdien er oppnådd og begynner så å telle fra null igjen. Vinkelen som genereres skaleres til 262144 ved å multiplisere den med angle_factor_i. Hastighet måles ved å telle antall koderhendelser i en konstant tidsperiode definert av speed_window_i-inngang. Et filter brukes til å filtrere kvantiseringsstøyen fra hastighetsmåling. Filtertidskonstanten kan konfigureres ved å bruke filter_factor_i-verdien ved å bruke følgende ligning:
Filtertidskonstant = Tidsperiode mellom påfølgende pulser av pwm midtkamp _ i × 2 filter_factor_i

Sensor_reset_i-inngangen brukes til å finne motorens elektriske vinkel ved å injisere konstant strøm i en kort periode.
Når motoren er justert til den injiserte vinkelen, initialiseres koderutgangen med 90° eller 270° basert på den opprinnelige rotasjonsretningen. Enkoderkanttellingen forventes å starte etter at den fallende flanken til sensor_reset_i-inngangen er oppdaget.
Clear_buffer_i-inngangen kan brukes til å tilbakestille filterbufferen, da filterbufferen forventes å tilbakestilles når motoren stopper.
direction_config_i-inngangen brukes til å først oppdage motorretningen. Når motoren begynner å gå, detekteres motorretningen fra kodersignalene og brukes til å generere vinkelen.

Kodergrensesnittparametere og grensesnittsignaler

(Spør et spørsmål)
Denne delen diskuterer parametrene i Encoder Interface GUI-konfiguratoren og I/O-signaler.

2.1 Inn- og utgangssignaler (Spør et spørsmål)
Følgende tabell viser inngangs- og utgangsportene til Encoder Interface.

Tidsdiagrammer

(Spør et spørsmål)
Denne delen diskuterer tidsdiagram for kodergrensesnitt.
Følgende figur viser tidsdiagrammet for kodergrensesnittet.
Figur 3-1. Encoder Interface Timing Diagram

Test benk

(Spør et spørsmål)
En enhetlig testbenk brukes til å verifisere og teste Encoder Interface kalt brukertestbench. Testbenk leveres for å sjekke funksjonaliteten til Encoder Interface IP.

4.1 Simulering (Spør et spørsmål)
Følgende trinn beskriver hvordan du simulerer kjernen ved hjelp av testbenken:

1. Åpne Libero SoC, klikk kategorien Katalog, og klikk deretter Solutions-MotorControl.
2. Dobbeltklikk på Encoder Interface og klikk deretter OK. Dokumentasjonen knyttet til IP-en er oppført under Dokumentasjon.
   Viktig: Hvis du ikke ser Katalog-fanen, klikker du View, åpne Windows-menyen og klikk deretter Katalog for å gjøre den synlig.
   Figur 4-1. Encoder Interface IP Core i Libero SoC Catalog
3. På Stimulus Hierarki-fanen klikker du på testbenken (encoder_interface_tb.v), peker på Simuler PreSynth Design, og klikker deretter Åpne interaktivt.

Viktig: Hvis du ikke ser fanen Stimulushierarki, klikker du View, åpne Windows-menyen, og klikk deretter Stimulus Hierarchy for å gjøre den synlig.

Figur 4-2. Simulering av pre-syntesedesign

ModelSim åpner med testbenken file som vist i følgende figur.

Figur 4-3. ModelSim Simuleringsvindu

Viktig: Hvis simuleringen avbrytes på grunn av kjøretidsgrensen spesifisert i .do file, bruk run -all-kommandoen for å fullføre simuleringen.

Revisjonshistorie

(Spør et spørsmål)
Revisjonshistorikken beskriver endringene som ble implementert i dokumentet. Endringene er oppført etter revisjon, og starter med den nyeste publikasjonen.

Tabell 5-1. Endringshistorikk

Mikrobrikke FPGA-støtte

(Spør et spørsmål)
Microchip FPGA-produktgruppen støtter produktene sine med ulike støttetjenester, inkludert kundeservice, teknisk kundestøttesenter, et webnettstedet og verdensomspennende salgskontorer. Kunder anbefales å besøke Microchips nettressurser før de kontakter kundestøtte, da det er svært sannsynlig at spørsmålene deres allerede er besvart.
Kontakt teknisk støttesenter via webstedet på www.microchip.com/support. Nevn FPGA-enhetens delenummer, velg passende kassekategori og last opp design files mens du oppretter en teknisk støttesak.
Kontakt kundeservice for ikke-teknisk produktstøtte, for eksempel produktpriser, produktoppgraderinger, oppdateringsinformasjon, ordrestatus og autorisasjon.

• Fra Nord-Amerika, ring 800.262.1060
• Fra resten av verden, ring 650.318.4460
• Faks, fra hvor som helst i verden, 650.318.8044

Informasjon om mikrobrikke

(Spør et spørsmål)

Mikrobrikken Webnettstedet (Spør et spørsmål)

Microchip gir online støtte via vår webstedet på www.microchip.com/. Dette webnettstedet brukes til å lage files og informasjon lett tilgjengelig for kunder. Noe av innholdet som er tilgjengelig inkluderer:

• Produktstøtte – Datablad og errata, søknadsnotater og sample programmer, designressurser, brukerveiledninger og støttedokumenter for maskinvare, nyeste programvareutgivelser og arkivert programvare
• Generell teknisk støtte – Ofte stilte spørsmål (FAQs), forespørsler om teknisk støtte, nettdiskusjonsgrupper, medlemsliste for Microchip-designpartnerprogram
• Virksomheten til Microchip – Produktvelger- og bestillingsguider, siste pressemeldinger fra Microchip, liste over seminarer og arrangementer, lister over Microchip salgskontorer, distributører og fabrikkrepresentanter

Varslingstjeneste for produktendring (Spør et spørsmål)
Microchips varslingstjeneste for produktendringer bidrar til å holde kundene oppdatert på Microchip-produkter. Abonnenter vil motta e-postvarsel når det er endringer, oppdateringer, revisjoner eller feil knyttet til en spesifisert produktfamilie eller utviklingsverktøy av interesse.
For å registrere deg, gå til www.microchip.com/pcn og følg registreringsinstruksjonene.

Kundestøtte (Spør et spørsmål)
Brukere av Microchip-produkter kan få hjelp gjennom flere kanaler:

• Distributør eller representant
• Lokalt salgskontor
• Embedded Solutions Engineer (ESE)
• Teknisk støtte

Kunder bør kontakte sin distributør, representant eller ESE for støtte. Lokale salgskontorer er også tilgjengelige for å hjelpe kunder. En liste over salgskontorer og lokasjoner er inkludert i dette dokumentet.
Teknisk støtte er tilgjengelig gjennom webnettsted på: www.microchip.com/support

Kodebeskyttelse for mikrobrikkeenheter (Spør et spørsmål)
Legg merke til følgende detaljer om kodebeskyttelsesfunksjonen på Microchip-produkter:

• Microchip-produkter oppfyller spesifikasjonene i deres spesielle Microchip-datablad.
• Microchip mener at familien av produkter er sikre når de brukes på tiltenkt måte, innenfor driftsspesifikasjoner og under normale forhold.
• Microchip verdsetter og beskytter aggressivt sine immaterielle rettigheter. Forsøk på å bryte kodebeskyttelsesfunksjonene til Microchip-produktet er strengt forbudt og kan bryte med Digital Millennium Copyright Act.
• Verken Microchip eller noen annen halvlederprodusent kan garantere sikkerheten til sin kode. Kodebeskyttelse betyr ikke at vi garanterer at produktet er "uknuselig". Kodebeskyttelsen er i stadig utvikling. Microchip er forpliktet til å kontinuerlig forbedre kodebeskyttelsesfunksjonene til produktene våre.

Juridisk varsel (Spør et spørsmål)

Denne publikasjonen og informasjonen heri kan kun brukes med Microchip-produkter, inkludert for å designe, teste og integrere Microchip-produkter med applikasjonen din. Bruk av denne informasjonen på annen måte bryter disse vilkårene. Informasjon om enhetsapplikasjoner er kun gitt for din bekvemmelighet og kan bli erstattet av oppdateringer. Det er ditt ansvar å sørge for at søknaden din oppfyller dine spesifikasjoner. Kontakt ditt lokale Microchip-salgskontor for ytterligere støtte eller få ytterligere støtte på www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services.

DENNE INFORMASJONEN LEVERES AV MICROCHIP "SOM DEN ER". MICROCHIP GIR INGEN ERKLÆRINGER ELLER GARANTIER AV NOEN SLAG VERKEN UTTRYKKELIGE ELLER UNDERFORSTÅEDE, SKRIFTLIG ELLER MUNTLIG, LOVBESTEMMET ELLER ANNET, RELATET TIL INFORMASJONEN, INKLUDERT, MEN IKKE BEGRENSET TIL NOEN UNDERFORSTÅTTE GARANTIER, ANDRE GARANTIER, OG GARANTIER. EGNETHET FOR ET BESTEMT FORMÅL, ELLER GARANTIER KNYTTET TIL DETS TILSTAND, KVALITET ELLER YTELSE.
UNDER INGEN OMSTENDIGHET VIL MICROCHIP VÆRE ANSVARLIG FOR NOEN INDIREKTE, SPESIELLE, STRAFFENDE, TILFELDIGE ELLER FØLGE TAP, SKADE, KOSTNADER ELLER UTGIFTER AV NOEN SLAG SOM HELST KNYTTET TIL INFORMASJONEN ELLER BRUK AV DEN, UANSETT OM DEN ELLER ÅRSAKET. MULIGHETEN ELLER SKADENE ER FORUTSÅBARE. I FULLSTENDELSE LOVEN TILLATER, VIL MICROCHIPS SAMLEDE ANSVAR PÅ ALLE KRAV PÅ NOEN MÅTE KNYTTET TIL INFORMASJONEN ELLER BRUK AV DERES, IKKE OVERSKRE BELØPET, EVENTUELLT SOM DU HAR BETALT DIREKTE TIL MICRATIONOCHIP.
Bruk av Microchip-enheter i livsstøtte- og/eller sikkerhetsapplikasjoner er helt på kjøpers risiko, og kjøperen samtykker i å forsvare, holde Microchip skadesløs fra enhver og alle skader, krav, søksmål eller utgifter som følge av slik bruk. Ingen lisenser overføres, implisitt eller på annen måte, under noen av Microchips immaterielle rettigheter med mindre annet er oppgitt.

Varemerker (Spør et spørsmål)
Mikrobrikkenavnet og logoen, Microchip-logoen, Adaptec, AVR, AVR-logoen, AVR Freaks, BesTime, BitCloud, CryptoMemory, CryptoRF, dsPIC, flexPWR, HELDO, IGLOO, JukeBlox, KeeLoq, Kleer, LANCheck, LinkMD, maXStylus, maXTouch, MediaLB, megaAVR, Microsemi, Microsemi-logo, MOST, MOST-logo, MPLAB, OptoLyzer, PIC, picoPower, PICSTART, PIC32-logo, PolarFire, Prochip Designer, QTouch, SAM-BA, SenGenuity, SpyNIC, SST, SST-logo, SuperFlash, Symmetricom , SyncServer, Tachyon, TimeSource, tinyAVR, UNI/O, Vectron og XMEGA er registrerte varemerker for Microchip Technology Incorporated i USA og andre land.
AgileSwitch, APT, ClockWorks, The Embedded Control Solutions Company, EtherSynch, Flashtec, Hyper Speed ​​Control, HyperLight Load, Libero, motorBench, mTouch, Powermite 3, Precision Edge, ProASIC, ProASIC Plus, ProASIC Plus-logo, Quiet- Wire, SmartFusion, SyncWorld, Temux, TimeCesium, TimeHub, TimePictra, TimeProvider, TrueTime og ZL er registrerte varemerker for Microchip Technology Incorporated i USA
Adjacent Key Suppression, AKS, Analog-for-the-Digital Age, Any Capacitor, AnyIn, AnyOut, Augmented Switching, BlueSky, BodyCom, Clockstudio, CodeGuard, CryptoAuthentication, CryptoAutomotive, CryptoCompanion, CryptoController, dsPICDEM, dsPICDEM.net, Dynamic Average Matching, Dynamic , DAM, ECAN, Espresso T1S, EtherGREEN, GridTime, IdealBridge, In-Circuit Serial Programmering, ICSP, INICnet, Intelligent Paralleling, IntelliMOS, Inter-Chip Connectivity, JitterBlocker, Knob-on-Display, KoD, maxCrypto, maxView, memBrain, Mindi, MiWi, MPASM, MPF, MPLAB-sertifisert logo, MPLIB, MPLINK, MultiTRAK, NetDetach, Omniscient Code Generation, PICDEM, PICDEM.net, PICkit, PICtail, PowerSmart, PureSilicon, QMatrix, REAL ICE, Ripple Blocker, . , RTG4, SAM-ICE, Serial Quad I/O, simpleMAP, SimpliPHY, SmartBuffer, SmartHLS, SMART-IS, storClad, SQI, SuperSwitcher, SuperSwitcher II, Switchtec, SynchroPHY, Total Endurance, Trusted Time, TSHARC, USBCheck, VariSense, VectorBlox, VeriPHY, ViewSpan, WiperLock, XpressConnect og ZENA er varemerker for Microchip Technology Incorporated i USA og andre land.
SQTP er et servicemerke for Microchip Technology Incorporated i USA
Adaptec-logoen, Frequency on Demand, Silicon Storage Technology og Symmcom er registrerte varemerker for Microchip Technology Inc. i andre land.
GestIC er et registrert varemerke for Microchip Technology Germany II GmbH & Co. KG, et datterselskap av Microchip Technology Inc., i andre land.
Alle andre varemerker nevnt her tilhører deres respektive selskaper.
©2023, Microchip Technology Incorporated og dets datterselskaper. Alle rettigheter reservert.
ISBN: 978-1-6683-2164-5

Kvalitetsstyringssystem (Spør et spørsmål)
For informasjon om Microchips kvalitetsstyringssystemer, vennligst besøk www.microchip.com/quality.

Verdensomspennende salg og service

© 2023 Microchip Technology Inc.
og dets datterselskaper
DS00004913A