TI全新Hercules S570 ARM安全微控制器、電源管理IC

TI 全新 Hercules S570 ARM 安全微控制器、電源管理 IC
及馬達驅動器 快速啟動汽車及運輸設計

SafeTI 設計套件具有 32 位元 Hercules 安全微控制器、TPS65381-Q1 PMIC 及 DRV3201 馬達驅動器 可加速並簡化客戶馬達控制設計與認證

德州儀器宣佈推出 12 款全新 Hercules S570 ARM Cortex -R4 安全微控制器、配置 TPS65831-Q1 多軌安全電源管理積體電路 （power management integrated circuit; PMIC）與TI DRV3201-Q1 安全馬達驅動器。

Hercules S570 安全微控制器連同 TI 首款功能型安全 PMIC 與業界首款功能型安全馬達驅動器組成「安全馬達控制晶片組」，可用最低軟體開銷達到最大故障檢測 （failure detection）與減緩 （mitigation）能力。全新馬達控制安全晶片組採用 SafeTI-26262 及 SafeTI-61508 設計套件，能協助客戶輕鬆通過 ISO 26262 及 IEC 61508 認證，並加速安全關鍵型汽車與運輸馬達控制應用的上市時程。

最新款 Hercules S570 安全微控制器產品內含 36 種配置，客戶可依據應用特定需求選擇，相當適合進階駕駛輔助系統 （advanced driver assistance system)、電動輔助轉向 （electric power steering)、油電混合車 （hybrid and electric vehicle)、鐵道推進控制 （rail propulsion control)、航空防滑控制 （aviation anti-skid control）與越野車 （off-road vehicle）等應用。

新款 Hercules S570LS12x/11x 浮點安全微控制器具有擴充的馬達控制功能，提供了更多的記憶體與效能配置，而 Hercules S570LS04x/03x 安全微控制器提供更小型封裝的低成本入門級解決方案，具備整合式馬達控制介面。相容型 PMIC 將多個電源供應和安全功能整合在單一裝置中，可縮減設計時間與電路板空間。該馬達驅動器整合防護與監控功能的功能型安全架構，在市場上率先支援啟動/停止功能。

新款 Hercules S570 安全微控制器的特性與優勢：

擴大效能及記憶體選項，從 80 MHz 到 180 MHz 鎖步 ARM Cortex-R4 核心，以及 256KB、384KB、1MB 和 1.25MB 快閃記憶體，可為設計人員的多功能安全性產品提供更多的選擇與可擴充性。

元件符合業界安全標準，進而可在系統設計中更容易達到 ISO 26262 與IEC 61508 標準。

硬體安全特性提供高水準線上診斷，其具備鎖步核心 （lockstep cores)、用於 CPU 和匯流排主控器 （bus master）的記憶體保護、具有單位元錯誤糾正與雙位元錯誤偵測 （single-bit error correction and double-bit error detection; SECDED）的快閃記憶體與 RAM 錯誤修正碼 （ECC)、偵測潛在延遲故障 （latent faults）的 CPU 及 RAM 內建自我測試 （built-in-self-test; BIST)、可根據安全錯誤採取適當措施的智慧型錯誤訊號傳輸模組、週邊 RAM 的奇偶校驗 （parity)、冗餘類比數位轉換器 （ADC）和計時器，以及連續的電壓和時脈監控。

整合型馬達控制功能，具有內建增強型脈衝寬度調變器 （pulse-width modulator; PWM)、感測器捕獲和正交編碼器 （quadrature encoder）介面，可免除用於馬達控制的多個外部組件。32 通道計時器協同處理器可做為一個性質不同的冗餘馬達控制通道，並檢查馬達控制迴路中脈衝寬度調變器的完整性。

與去年推出並預定於 2012 年 10 月 31 日量產的 Hercules S570LS31x/21x 安全微控制器接腳相容 （僅限 Hercules S570LS12x/11x 浮點安全微控制器)。

內建 FlexRay、CAN、乙太網路、LIN 連結，可實現標準汽車網路並為資料收集提供多種選項。

TI 首款功能型安全 PMIC TPS65381-Q1 的特性與優勢：

單個裝置中包含了多個電源軌，包括一個具有內部 FET 的非同步降壓開關模式電源轉換器，其負責把輸入的電池電壓轉換為 6V 前置穩壓器 （pre-regulator）輸出，該輸出可為其它穩壓器供電。兩個具有內部 FET 的線性穩壓器可為一個控制區域網路 （CAN）和微控制器輸入/輸出 （I/O）供電。一個線性穩壓器控制器負責供電給微控制器核心。這種高整合度縮短了設計時間，同時也節省寶貴的電路板空間。

一個附加的整合型感測器電源同時為接地短路 （short-to-ground）和電池短路 （short-to-battery）提供保護，其可為位於電子控制單元 （ECU）外部的感測器供電。

功能型安全架構整合以下特性，例如問答型看門狗 （watchdog)、MCU 錯誤訊號監視器、內部振盪器的時脈監控、時脈監控器的自我檢查、非揮發性記憶體的循環冗餘校驗 （CRC）及一個用於微控制器的重設電路。此外，BIST 可監視啟動時的裝置功能，而一種專用的診斷狀態則允許微控制器檢查 PMIC 的安全功能。這些嵌入式安全特性免除了增設一個額外監視微控制器的需要，並縮減了成本與電路板空間。

業界首款功能型安全馬達驅動器 DRV3201-Q1 的特性與優勢：

專為汽車三相無刷 DC 馬達設計的橋接驅動器，提供一般 N 通道 MOSFET的六個專用驅動器，最高可達 250nC 電荷。可程式源極/汲極 （source/sink）驅動電流，簡易進行輸出斜率調整。

市場上首款支援啟動/停止功能的馬達驅動器，在電池電壓降至 4.75 V情況下也可完全控制功率級 （power stage)。

功能型安全架構整合多項特性，例如電壓汲源極 （voltage drain-to-source ; VDS）監測、相位比較器 （phase-comparator)、擊穿保護 （shoot-through protection)、停滯時間控制 （dead-time control)、溫度警告與保護、欠電壓與過電壓保護的電池電壓偵測。

簡化安全關鍵型開發的文件、工具、軟體和支援

• 安全文件包括：本安全手冊和若干安全分析報告，詳細說明了如何將 Hercules 微控制器、PMIC 與馬達控制器用於安全關鍵型應用，以及可提供所需之故障率資訊的故障模式、影響和診斷分析 （FMEDA)，以滿足安全性標準。
• Hercules 開發套件 ：立即使用低成本 USB Stick （ DXLS31USB）或全功能套件 （ DXLS04HDK 或 DXLS12HDK)，其包含一塊開發電路板、TI Code Composer Studio 整合型開發環境 （IDE）第 5 版、HALCoGen 週邊配置工具與安全演示。
• Hercules 馬達控制套件 ：運用 Hercules S570 馬達控制套件 （DRV8301-LS12-KIT）可在短短幾分鐘內安全地啟動馬達。該套件包含一個 S570 controlCARD （ DXLS12CNCD)，此 controlCARD 也可與 TPS65381-Q1 電源供應、馬達驅動器 EVM 與 Teknic 伺服馬達一起單獨供應給客戶。TI MotorWare 軟體包括磁場定向控制 （field-oriented-control; FOC）演算法，其支援將無感測器回饋作為一個位置感測器的冗餘/安全通道和示範工程，可充分利用 ARM CMSIS DSP 庫，以及具有內置安全支援能力的 HALCoGen 週邊庫。
• SafeTI ARM 編譯器認證套件：採用 TI 新型編譯器認證套件建立使用開發工具的信心。該套件可針對使用 TI ARM 編譯器所進行的文件編輯、分析、驗證及認證工作提供幫助，以滿足 ISO 26262 和 IEC 61508 標準的要求。早期採用者版本 （early adopter release）即日起推出，而全功能版本將隨後於 2013 年第一季度推出。
• AutoSAR 軟體提供 ISO 26262 認證：設計人員可從 TTTech/Vectr取得含有ASIL D 保護機制的安全汽車開放系統架構 （Safe Automotive Open System Architecture ; AutoSAR)。Vector 與 Elektrobit 可提供 ISO 26262 AutoSAR 支援。

價格與供貨

Hercules S570 微控制器每千顆建議售價為 5 美元至 22 美元，即日起已開始提供樣品，並可立即購買。上述多種免費軟體和建議售價為 79 美元至 599 美元的工具現在即可供貨。TPS65381-Q1 搭配 HTSSOP-32 （DAP）PowerPad 套件將於 2012 年 12 月推出，每千顆建議售價為 2.6 美元。DRV3201-Q1 搭配 HTQFP-64 （PAP）PowerPad 套件將於 2012 年 12 月推出，每千顆建議售價為 3.1 美元。

德州儀器促進汽車應用創新

TI 為汽車製造商及系統供應商提供一系列先進的高可靠半導體產品，以滿足世界各地汽車市場。除了廣泛類比電源管理、介面及訊號鏈解決方案，TI 也提供 Hercules S570 安全微控制器、OMAP 處理器及無線連結解決方案，所有產品皆具有優異的產品文件與驗證，符合嚴格的 AEC-Q100 與 ISO/TS 16949 標準。無論是提高系統效率、安全性，亦或設計具有豐富資訊娛樂功能的車輛，TI 皆可協助客戶實現品質、可靠度及成本目標，在目前競爭激烈的汽車市場獲得競爭優勢。

TI MCU、類比產品、工具及軟體：

• 新型 Hercules S570 控制器的視訊總覽：http://www.ti.com/hercules- s570-pr-v
• 白皮書：Hercules 安全微控制器：http://www.ti.com/hercules- s570-pr-wp
• Hercules 安全微控制器：http://www.ti.com/hercules- s570-pr-lp3
• TPS65381-Q1 及 DRV3201-Q1 的視訊總覽：http://www.ti.com/hercules- s570-pmic-pr-v
• TI eStore：http://www.ti.com/hercules- s570-pr-es
• 加入 TI E2E 汽車社群：http://www.ti.com/hercules- s570-pr-ee