德州儀器針對安全關鍵型應用推出新型 SafeTI 設計套裝軟體

(台北訊，2012 年 9 月 19 日)   德州儀器 (TI) 針對醫療、工業和能源馬達控制等安全關鍵型應用推出新型 SafeTI™ 設計套裝軟體。這些設計套裝軟體含了 15 款新型Hercules RM4x ARM Cortex-R4 安全微控制器和 TI 的配套 TPS65381-Q1 多軌電源供應 (PMIC)。Hercules RM4x 微控制器和 PMIC 「安全晶片組」 可使故障檢測 (failure detection) 與減緩 (mitigation) 能力提升至最大，同時將軟體開銷降至最低。微控制器 (MCU) 和 PMIC 隨附於 SafeTI-61508 設計套裝軟體，可幫助客戶更輕鬆地獲得 IEC 61508 標準認證，並加快安全關鍵型產品的上市時程。

這些 Hercules RM4x 安全微控制器的推出進一步壯大了 Hercules 微控制器產品線，客戶可從其提供的 35 種配置中進行選擇，以滿足應用的特定要求。新型 Hercules RM46x 浮點安全微控制器 提供了更多的記憶體與效能配置，具有擴充的馬達控制功能，而且與去年推出的 Hercules RM48x 安全微控制器 接腳相容。新型 Hercules RM42x 安全微控制器 提供了一種封裝更小、成本更低且具有整合型馬達控制介面的入門系列解決方案，同時還滿足了安全性標準。相容型 PMIC 把多個電源供應和電壓監控等安全特性整合在單個裝置中，可降低設計時間和電路板空間。

新型 Hercules RM4x 安全微控制器的特性與優勢：

  • 擴展的效能與記憶體選項範圍。從 100 MHz 至 220 MHz 鎖步 ARM Cortex-R4 核心以及 384KB、1MB 和 1.25MB 快閃記憶體，可為設計人員的多功能安全產品提供更多的選擇與可擴展性。
  • 透過這些安全微控制器使元件符合業界安全性標準，進而可在系統設計中更容易地達到 IEC 61508 SIL-3 標準的要求。
  • 硬體安全特性提供了高水準的線上診斷，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和雙位元錯誤偵測 (SECDED) 能力的快閃記憶體及 RAM 錯誤修正碼 (ECC)、偵測潛在延遲故障的 CPU 及 RAM內建自我測試 (BIST，built-in-self-test) 功能、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 (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 (PWM) 的完整性。
  • 內建乙太網、CAN 和 USB 連結可實現連網能力，並為資料收集和現場軟體升級提供多種選項。
  • 安全文件，其包括一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。

TI 首款功能安全 PMIC TPS65381-Q1 的特性與優勢：

  • 在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，該輸出用於為其他穩壓器供電。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提供了接地短路 (short-to-ground) 和電池短路 (short-to-battery) 的保護，其可為位於電子控制單元 (ECU) 外部的感測器供電。
  • 功能性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、電路板空間和軟體發展時間。
  • 安全文件包括安全手冊和安全分析報告，其詳細說明了如何將 PMIC 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)，滿足安全性標準。

簡化安全關鍵型開發的工具、軟體和支援

  • Hercules 開發套件 － 透過低成本的 USB stick (TMDXRM48USB) 或者包含一塊開發板、TI Code Composer Studio™ 整合型開發環境 (IDE)、HALCoGen 週邊配置工具和一段用於展示 BIST 執行與錯誤強制模式優點的安全性演示 (Safety Demo) 之全功能開發套件 (TMDXRM42HDK 或 TMDXRM46HDK，快速啟動開發工作。
  • Hercules 馬達控制套件 － 採用 Hercules RM46x 馬達控制套件 (DRV8301-RM46-KIT) 可在短短幾分鐘內安全地啟動馬達。該套件包括一個 RM46x controlCARD (TMDXRM46CNCD)，此 controlCARD 也可與 TPS65381 – Q1 電源供應、一個 DRV8301 EVM 和一個 Teknic 伺服馬達一起單獨供應給客戶。另外，這款套件還內含 TI MotorWare™ 軟體，該軟體包括磁場定向控制 (FOC) 演算法，其支援將無感測器回饋作為一個位置感測器的備用/秘密通道和示範工程，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) 將於 2012 年 10 月推出，而全功能版本將隨後於 2013 年第一季度推出。

價格與供貨情況

採用 HTSSOP-32 (DAP) PowerPad 封裝的 TPS65381-Q1 將於 2012 年 12 月供貨，每千顆單位建議售價為 2.6 美元。Hercules RM4x 微控制器建議售價為 3美元至 26 美元，即刻開放訂購。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。

TI 廣泛系列的 MCU 與軟體

從通用型超低功耗 MSP430™ MCU 到 Stellaris® Cortex™-M MCU、即時控制 C2000™ MCU，至 Hercules™ 安全 MCU，TI 為設計人員提供最完整的微控制器解決方案。充分利用 TI 完整的軟硬體工具、廣泛的協力廠商產品以及技術支援，設計人員可加速產品的上市時程。

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關於德州儀器公司
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