面向汽車電機控制應(yīng)用的AVR微控制器（Atmel）
[導(dǎo)讀]愛特梅爾公司 (Atmel® Corporation) 現(xiàn)已推出面向汽車電機控制應(yīng)用的 AVR® 8 位微控制器系列產(chǎn)品。
愛特梅爾公司 (Atmel® Corporation) 現(xiàn)已推出面向汽車電機控制應(yīng)用的 AVR® 8 位微控制器系列產(chǎn)品。其中首批面市的產(chǎn)品是 ATmega16M1 和 ATmega32M1，用于控制帶傳感器，及無傳感器的無刷直流 (brushless DC, BLDC) 電機。
隨著汽車中的電機數(shù)量越來越多，汽車制造商需要尺寸更小、重量更輕，并且扭矩大于有刷電機的電機產(chǎn)品。他們正逐步轉(zhuǎn)用需要更復(fù)雜電子器件來精確控制速度和扭矩的無刷直流 電機，這為汽車制造帶來了一些新的挑戰(zhàn)，其中包括高溫問題 ── 某些引擎蓋下的應(yīng)用溫度高達 150℃。
ATmega16M1 和 ATmega32M1 就是針對這一需求而設(shè)計的產(chǎn)品，為帶有 CAN 和 LIN總線的先進電機控制應(yīng)用提供了一體化的解決方案。并且，愛特梅爾與為汽車電子網(wǎng)絡(luò)提供軟件工具及組件的領(lǐng)先供應(yīng)商Vector 密切合作，為客戶提供完整的硬件、軟件解決方案。
具有防夾功能的車窗升降電機控制就是這類應(yīng)用需求的很好例子，還有剎車和轉(zhuǎn)向電動助力、通風(fēng)、空調(diào)及滑門等控制亦屬于這類應(yīng)用。此外還有汽車進氣及渦輪增壓控制，在這類應(yīng)用中，電機溫度或其控制器的環(huán)境溫度，都高于標(biāo)準(zhǔn)的 125℃ (典型溫度為150℃)。
ATmega16M1 和ATmega32M1 采用高性能的AVR 8位 RISC 架構(gòu)，集成了滿足復(fù)雜算法要求的所有基本外設(shè)，包括各種模擬模塊，如帶有差分放大器和可編程增益選項的10 位 ADC、比較電平可選擇的模擬比較器；I/O引腳電平變化中斷。這些全新的微控制器產(chǎn)品具備汽車系統(tǒng)環(huán)境下控制 BLDC 電機所需的全部資源。
ATmega16M1 和ATmega32M1具有獨立的比較器正負輸入端，因而無需外接有源部件即可實現(xiàn)對無傳感器電機的控制。這些產(chǎn)品具有 3 個單獨的比較器，用于電機的反電動勢(Electro Magnetic Field, EMF) 測量；還有一個額外的比較器可用于過流檢測，其參考電平 (比較電平) 可以是 DAC 輸出或任意外部參考電壓。其 12 位多用途同步功率級控制器的時鐘頻率高達 64MHz，可提供 6 個互補的可編程高速精確信號，來控制電機的 3 個半橋。其最高頻率為64kHz，電壓分辨率約 1/1000。硬件故障檢測模塊一旦檢測到故障，會立即自動將電機設(shè)于安全狀態(tài)。
PSC的底層驅(qū)動需要約 2KB 閃存和20 字節(jié) SRAM。有傳感器BLDC驅(qū)動一般需要 2.7KB 閃存和大約 350 字節(jié) SRAM。無傳感器BLDC驅(qū)動約需 3KB 閃存和200 字節(jié) SRAM。由于集成了硬件功能，實現(xiàn)LIN通訊的代碼只需1KB左右。CAN 堆棧的代碼大小約 16KB 到 24KB 。此外，愛特梅爾在 2008 年下半年還將針對那些可能需要更多代碼的應(yīng)用推出具有 64KB 閃存的產(chǎn)品。
ATmega16M1 和 ATmega32M1 具有獨特的功能組合，可通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動電路和功率組件安全、可靠地控制各種 BLDC 電機。其高效的功率級控制器和集成的模擬功能只產(chǎn)生少量中斷，從而減小了代碼尺寸，提高了實時性。
Vector 已開發(fā)出用于愛特梅爾 ATmega16/32M1 微控制器的 CAN 和 LIN 驅(qū)動程序。這些驅(qū)動程序為所有的汽車 OEM 廠商提供通信軟件包的支持。目前已有 CAN 和 LIN 驅(qū)動程序及其配置和生成工具。如需要，Vector 可提供給 CAN OEM 廠商專用的通信軟件包，包括網(wǎng)絡(luò)管理、傳輸協(xié)議、診斷和交互層模塊；亦可根據(jù)需求提供 LIN 通信軟件包，它支持主/從配置的所有協(xié)議版本，包括傳輸和/或診斷層軟件。
愛特梅爾的 AVR Studio® 和 AVR JTAGICE mkII 提供了一個多平臺集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)。另外，公司也提供 STK 524® 和搭配 STK600-TQFP32 入門工具包的 STK600，用于啟動項目開發(fā)。還可提供 AVRMC320 電機控制器評測工具。
愛特梅爾也提供一款具有較少功能的產(chǎn)品：無 PSC 的 ATmega32C1，專用于 CAN 和 LIN 的應(yīng)用。ATmega32M1 和 ATmega32C1 的樣品現(xiàn)已供應(yīng)。封裝形式為 32 腳的 QFP/QFN。ATmega32C1、ATmega16M1 和 ATmega32M1 將會通過 125℃ 和 150℃ 測試認證，預(yù)計于 2008 年 8 月量產(chǎn)。對于通過 125℃ 認證測試的三款產(chǎn)品，10,000 片的單價分別為 2.34 美元、2.34 美元和 2.52 美元起。帶有 64KB 閃存的 ATmega64M1 將于 2008 年第 3 季面市。
隨著汽車中的電機數(shù)量越來越多，汽車制造商需要尺寸更小、重量更輕，并且扭矩大于有刷電機的電機產(chǎn)品。他們正逐步轉(zhuǎn)用需要更復(fù)雜電子器件來精確控制速度和扭矩的無刷直流 電機，這為汽車制造帶來了一些新的挑戰(zhàn)，其中包括高溫問題 ── 某些引擎蓋下的應(yīng)用溫度高達 150℃。
ATmega16M1 和 ATmega32M1 就是針對這一需求而設(shè)計的產(chǎn)品，為帶有 CAN 和 LIN總線的先進電機控制應(yīng)用提供了一體化的解決方案。并且，愛特梅爾與為汽車電子網(wǎng)絡(luò)提供軟件工具及組件的領(lǐng)先供應(yīng)商Vector 密切合作，為客戶提供完整的硬件、軟件解決方案。
具有防夾功能的車窗升降電機控制就是這類應(yīng)用需求的很好例子，還有剎車和轉(zhuǎn)向電動助力、通風(fēng)、空調(diào)及滑門等控制亦屬于這類應(yīng)用。此外還有汽車進氣及渦輪增壓控制，在這類應(yīng)用中，電機溫度或其控制器的環(huán)境溫度，都高于標(biāo)準(zhǔn)的 125℃ (典型溫度為150℃)。
ATmega16M1 和ATmega32M1 采用高性能的AVR 8位 RISC 架構(gòu)，集成了滿足復(fù)雜算法要求的所有基本外設(shè)，包括各種模擬模塊，如帶有差分放大器和可編程增益選項的10 位 ADC、比較電平可選擇的模擬比較器；I/O引腳電平變化中斷。這些全新的微控制器產(chǎn)品具備汽車系統(tǒng)環(huán)境下控制 BLDC 電機所需的全部資源。
ATmega16M1 和ATmega32M1具有獨立的比較器正負輸入端，因而無需外接有源部件即可實現(xiàn)對無傳感器電機的控制。這些產(chǎn)品具有 3 個單獨的比較器，用于電機的反電動勢(Electro Magnetic Field, EMF) 測量；還有一個額外的比較器可用于過流檢測，其參考電平 (比較電平) 可以是 DAC 輸出或任意外部參考電壓。其 12 位多用途同步功率級控制器的時鐘頻率高達 64MHz，可提供 6 個互補的可編程高速精確信號，來控制電機的 3 個半橋。其最高頻率為64kHz，電壓分辨率約 1/1000。硬件故障檢測模塊一旦檢測到故障，會立即自動將電機設(shè)于安全狀態(tài)。
PSC的底層驅(qū)動需要約 2KB 閃存和20 字節(jié) SRAM。有傳感器BLDC驅(qū)動一般需要 2.7KB 閃存和大約 350 字節(jié) SRAM。無傳感器BLDC驅(qū)動約需 3KB 閃存和200 字節(jié) SRAM。由于集成了硬件功能，實現(xiàn)LIN通訊的代碼只需1KB左右。CAN 堆棧的代碼大小約 16KB 到 24KB 。此外，愛特梅爾在 2008 年下半年還將針對那些可能需要更多代碼的應(yīng)用推出具有 64KB 閃存的產(chǎn)品。
ATmega16M1 和 ATmega32M1 具有獨特的功能組合，可通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動電路和功率組件安全、可靠地控制各種 BLDC 電機。其高效的功率級控制器和集成的模擬功能只產(chǎn)生少量中斷，從而減小了代碼尺寸，提高了實時性。
Vector 已開發(fā)出用于愛特梅爾 ATmega16/32M1 微控制器的 CAN 和 LIN 驅(qū)動程序。這些驅(qū)動程序為所有的汽車 OEM 廠商提供通信軟件包的支持。目前已有 CAN 和 LIN 驅(qū)動程序及其配置和生成工具。如需要，Vector 可提供給 CAN OEM 廠商專用的通信軟件包，包括網(wǎng)絡(luò)管理、傳輸協(xié)議、診斷和交互層模塊；亦可根據(jù)需求提供 LIN 通信軟件包，它支持主/從配置的所有協(xié)議版本，包括傳輸和/或診斷層軟件。
愛特梅爾的 AVR Studio® 和 AVR JTAGICE mkII 提供了一個多平臺集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)。另外，公司也提供 STK 524® 和搭配 STK600-TQFP32 入門工具包的 STK600，用于啟動項目開發(fā)。還可提供 AVRMC320 電機控制器評測工具。
愛特梅爾也提供一款具有較少功能的產(chǎn)品：無 PSC 的 ATmega32C1，專用于 CAN 和 LIN 的應(yīng)用。ATmega32M1 和 ATmega32C1 的樣品現(xiàn)已供應(yīng)。封裝形式為 32 腳的 QFP/QFN。ATmega32C1、ATmega16M1 和 ATmega32M1 將會通過 125℃ 和 150℃ 測試認證，預(yù)計于 2008 年 8 月量產(chǎn)。對于通過 125℃ 認證測試的三款產(chǎn)品，10,000 片的單價分別為 2.34 美元、2.34 美元和 2.52 美元起。帶有 64KB 閃存的 ATmega64M1 將于 2008 年第 3 季面市。
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