SmartFusion FPGA马达控制参考设计

SmartFusion FPGA马达控制参考设计

爱特公司(Actel Corporation)宣布提供面向马达控制应用的SmartFusion?智能混合信号FPGA参考设计。这些靠单一SmartFusion器件中实现的参考设计诠释了使用多种反馈方法的磁场定向控制(FOC)，用于永磁同步马达(permanent magnet synchronous motors, PMSM)。SmartFusion器件集成了一个FPGA、一个硬核ARM? Cortex?-M3微控制器和可编程模拟模块，具有适合马达控制应用的独特性能，可让设计人员优化硬件/软件划分，实现最佳的马达效率和性能。

参考设计展示了单一A2F500器件使用复杂的FOC算法和充足的FPGA资源及附加定制逻辑的剩余带宽，同时控制多达四个PMSM轴。设计人员现在能够利用已获验证的包含源代码的参考设计，加快其产品的上市速度。

参考设计套件备有FOC实现方案的示例，在SmartFusion器件上使用空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)，并使用光编码器和霍尔效应传感器等多种反馈方法。爱特公司正在开发一款无传感器参考设计(使用反电动势(back-EMF))，在发布之时将提供予所有购买参考设计套件的客户，而无需任何附加费用。所有设计均备有通过以太网与主机通信的选项，实现远程监控和控制，并可轻易移植到基于以太网的工业协议中。

主要特性
? 完整的C和Verilog语言源代码
? 扭矩、速度和方向控制
? 3相PMSM的磁场定向控制
? 多轴控制
? 霍尔效应、编码器和无传感器反馈
? 使用硬件实现关键故障检测
? 通过以太网进行通信
? 硬件正交编码器接口(Quadrature encoder inputs, QEI)
? 带有死区(dead band)的空间矢量PWM生成
? 硬件/软件分割实现最佳效果
? 可编程FPGA实现灵活性和升级
? 可编程 ADC实现灵活触发

爱特公司市场拓展和业务发展副总裁Rich Kapusta称：“参考设计表明SmartFusion器件是令人信服的适合马达控制应用的合适器件，尤其适用于需要严格的扭矩控制以降低扭矩纹波和实现高能效等应用。此外，SmartFusion器件提供了单芯片解决方案，具有高精度、更低的噪声、更小的外形和更快的响应速度。这些特性是使用AC马达、BLDC马达或PMSM的工业驱动、工厂自动化、医疗设备和军事应用所必需的。”

爱特公司已与Power and Control Design, Inc.的马达控制专家合作，开发马达控制参考设计，实现世界级马达控制产品的演示和工具开发。

Power and Control Design总裁兼首席执行官Brad Landseadel称：“SmartFusion器件是构建具备强大功率和灵活性的马达控制系统的理想平台，这一高成本效益的单芯片解决方案能够很好地解决马达控制应用的某些最艰巨难题。爱特公司提供满足专用逻辑、紧密耦合、中断驱动ADC需求的单芯片解决方案，以及强大的32位ARM Cortex-M3来因应需求——所有这些均有益于高性能马达控制应用。SmartFusion器件可基本上让工程师开发自己的MCU系统，该MCU系统不仅具有真正的32位高性能硬核处理器，还可提供专为其应用而设计和优化的外围设备。”

爱持公司于2010年9月21-22日在Boston 举办的嵌入式系统大会（ESC）演示和验证了该参考设计。

价格和供货

客户可从爱特公司订购参考设计套件(A2F-MOTOR-CONTROL-DESIGNS)，标价为499美元。客户可以使用或修改这些设计，用于自已的系统而无需附加的授权费用或版税（royalty fees）。