I dispositivi integrano un controllo preciso in tempo reale, ampie funzionalità analogiche e crittografia post-quantistica per semplificare la progettazione e consentire lo sviluppo di applicazioni sicure e ad alte prestazioni
Poiché i server di intelligenza artificiale, i data center e i sistemi automobilistici e industriali richiedono progetti sempre più efficienti, un controllo deterministico in tempo reale, e una crittografia resistente alla crittografia quantistica, Microchip Technology Inc. ha ampliato la propria famiglia di Digital Signal Controller (DSCs) dsPIC33A con i modelli dsPIC33AK256MPS306. I dispositivi dsPIC33AK256MPS306 combinano controllo ad alta risoluzione, analogico ad alta velocità e sicurezza con il supporto per la crittografia post-quantistica. Questi dispositivi sono compatti ed economici, progettati per ridurre la distinta base (BOM), semplificare il layout delle schede, e accelerare il time-to-market per applicazioni di conversione di potenza, controllo motori e rilevamento intelligente.
Basata su un core a 32 bit da 200 MHz con una unità a virgola mobile doppia precisione (FPU), la famiglia dsPIC33AK256MPS306 integra Pulse Width Modulator (PWMs) ad alta risoluzione da 78 ps, diversi convertitori analogico-digitali (ADC) a 12 bit da 40 MSPS, comparatori ad alta velocità da 5 ns e convertitori digitale-analogico (DAC) con compensazione della pendenza. Queste caratteristiche consentono di realizzare circuiti di controllo veloci e deterministici per convertitori DC/DC ad alta efficienza, linee di alimentazione ausiliarie e sistemi di rilevamento intelligenti, compresi quelli basati su semiconduttori di potenza al carburo di silicio (SiC) e nitruro di gallio (GaN) che operano ad alte frequenze di commutazione.
“Stiamo osservando che i clienti guardano oltre i singoli componenti e si concentrano sulla rapidità e sulla sicurezza con cui possono realizzare un sistema”, ha affermato Joe Thomsen, corporate vice president of digital signal controller business unit di Microchip. “Questi DSC rispondono a tali esigenze combinando in un unico dispositivo un’ampia gamma di funzionalità di controllo, analogiche e di sicurezza”. “Tale integrazione, unita a un ecosistema di sviluppo completo, aiuta i team a gestire le complessità e a soddisfare i requisiti in continua evoluzione in materia di prestazioni e sicurezza informatica, dalla fase iniziale di progettazione fino alla distribuzione”.
Per rispondere ai crescenti requisiti di sicurezza informatica, la famiglia dsPIC33AK256MPS306 include funzionalità di sicurezza hardware per l’implementazione dell’avvio sicuro, degli aggiornamenti sicuri del firmware e del debug sicuro.
Questi dispositivi offrono librerie di supporto per PQC (post-quantum cryptographic algorithms raccomandati dalla Suite 2.0 CNSA (Commercial National Security Algorithm) 2.0 e sono dotati di funzioni crittografiche con accelerazione hardware necessarie negli alimentatori dell’Open Compute Project (OCP) e in altri progetti di controllo in tempo reale collegati. Il supporto agli aggiornamenti in tempo reale consente di eseguire aggiornamenti del firmware a ciclo completo senza interruzioni, come richiesto dai moderni progetti di server.
I dispositivi sono dotati di connettività I3C per reti di telemetria e sensori scalabili e a bassa latenza nei moderni rack industriali e per server, oltre a interfacce di comunicazione aggiuntive quali CANFD, LIN, SPI, I2C e SENT.
Grazie all’esecuzione rapida delle funzioni trigonometriche seno e coseno in 20 ns, l’architettura del core dsPIC33A consente ai progettisti di implementare algoritmi di controllo della posizione reattivi ed efficienti algoritmi di controllo orientati al campo (FOC).
La famiglia dsPIC33AK256MPS306 comprende interfacce meccaniche di retroazione del motore che supportano gli encoder seriali sincroni bidirezionali (BiSS-C), EnDat, gli encoder ottici a quadratura e i resolver. Grazie all’elevato livello di integrazione analogica, questi dispositivi consentono di realizzare circuiti di controllo in tempo reale accurati e ad alta risoluzione, contribuendo a migliorare le prestazioni complessive degli algoritmi di controllo del motore.
Un Integrated Touch Controller (ITC) e convertitori analogico-digitali (ADC) da 40 MSPS con sovracampionamento integrato per una risoluzione fino a 16 bit sono stati progettati per semplificare le complesse applicazioni di rilevamento e di interfaccia uomo-macchina. L’elevato livello di integrazione consente di ridurre il numero di componenti esterni e permette ai progettisti di implementare funzionalità avanzate senza ricorrere a hardware aggiuntivo. Inoltre, le opzioni di package compatti supportano progetti con spazi limitati.
I dispositivi sono sviluppati seguendo processi di sicurezza funzionale automobilistica (ISO 26262) e industriali (IEC 61508) e includono caratteristiche hardware di sicurezza per aiutare a semplificare la certificazione delle applicazioni safety critical. I DSC dsPIC33AK256MPS306 saranno qualificati automotive per utilizzo fino a 150°C.
Ecosistema di sviluppo
La famiglia è supportata dal completo ecosistema di sviluppo di Microchip, che include MPLAB® X Integrated Development Environment (IDE), MPLAB Code Configurator e MPLAB Machine Learning Development Suite. I dispositivi dsPIC33AK256MPS306 ora supportano il sistema operativo in tempo reale (RTOS) Zephyr®, offrendo ai progettisti l’accesso a un ecosistema open-source e a una piattaforma unificata per la creazione di applicazioni embedded scalabili.
Inoltre, i DSC dsPIC33A sono compatibili con FreeRTOS™, SafeRTOS® (certificato) e le librerie wolfCrypt® (compreso il supporto alla crittografia post-quantistica), MICROSAR IO di Vector e supportano gli strumenti di debug e tracciamento TRACE32® di Lauterbach.
Per la valutazione e la prototipazione rapida, Microchip offre un modulo DIM (Dual In-line Module) per il controllo dei motori, dsPIC33AK256MPS306, progettato per l’uso con la scheda di sviluppo MCS MCLV-48V-300W e la scheda di sviluppo ad alta tensione per il controllo dei motori MCHV-230VAC-1,5kW, consentendo lo sviluppo scalabile di sistemi di controllo dei motori a bassa e alta tensione. Il Digital Power Plug-In Module (PIM) dsPIC33AK512MPS506, compatibile con la Digital Power Development Board, semplifica le applicazioni di conversione di potenza. Inoltre, è disponibile un modulo DIM general purpose dsPIC33AK256MPS306 da utilizzare con la scheda di sviluppo della piattaforma dsPIC33 Curiosity, che offre una piattaforma flessibile per controllo general purpose, il rilevamento e la valutazione dei sistemi.
