Kommunikation Prozessorfamilie kombiniert das Beste aus zwei Welten in einem Baustein

Redakteur: Dipl. -Ing. Ines Stotz

Texas Instruments (TI) hat eine neue Prozessorfamilie entwickelt: Sitara AM437x mit integrierter Unterstützung für industrielle Protokolle in Automatisierungs- und Antriebs-Applikationen an. Die Prozessoren auf Basis des ARM Cortex-A9-Cores bieten Optionen für mehr Verarbeitungsleistung und industrietaugliche Konnektivität.

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Die Kombination des leistungsfähigen ARM Cortex-A9 mit integrierten Peripheriefunktionen und den PRUs erlaubt den Kunden die Entwicklung von Anwendungen etwa für die Fabrikautomatisierung, SPSen und Mensch-Maschine-Schnittstellen.
Die Kombination des leistungsfähigen ARM Cortex-A9 mit integrierten Peripheriefunktionen und den PRUs erlaubt den Kunden die Entwicklung von Anwendungen etwa für die Fabrikautomatisierung, SPSen und Mensch-Maschine-Schnittstellen.
(Texas Instruments)

Zu den neuen Features gehören beispielsweise zwei Kamera-Ports zum Einsatz in Terminals mit Barcode-Scannern. Um den Kunden eine weitergehende Differenzierung ihrer Designs zu ermöglichen, gestatten die AM437x-Prozessoren die Echtzeitverarbeitung mit den verfügbaren Quad-Core-PRUs (Programmable Real-time Units). Die PRU nimmt dem ARM-Core die Echtzeitverarbeitung ab, wenn es um deterministische Tasks beispielsweise für Motorregelungen geht. Sie ist außerdem ausreichend robust für komplexe Funktionen wie etwa mehrere industrielle Feldbus-Protokolle.

Die Kombination des leistungsfähigen ARM Cortex-A9 mit integrierten Peripheriefunktionen und den PRUs erlaubt den Kunden die Entwicklung von Anwendungen beispielsweise für die Fabrikautomatisierung, speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), Home-Automation- und Internet-of-Things-Gateways und Mensch-Maschine-Schnittstellen.

Highlights der Sitara AM437x-Prozessoren:

● Ausgestattet mit einem leistungsfähigen ARM Cortex-A9-Core mit 1 GHz Taktfrequenz, bietet dieses SoC um bis zu 40 % mehr System-Performance als die vorige Generation von Sitara-Prozessoren.

● Das PRU-ICSS (Industrial Communications Subsystem) als Quad-Core-Konnektivitäts-Peripherie der nächsten Generation erlaubt den simultanen Betrieb zweier Industrieprotokolle wie Ethercat, EtherNet/IP, Profibus, Profinet RT/IRT, Powerlink, Sercos III und IEC61850 sowie Motor-Feedback-Protokollen wie EnDat bzw. Schnittstellen für Sensoren und Aktoren (z.B. BiSS).

● Der chipintegrierte Quad-Core-PRU-Coprozessor bietet deterministische Echtzeitverarbeitung, direkten I/O-Zugriff und extrem kurze Latenzzeiten.

●Integriert ist außerdem eine Vielzahl neuer Peripherie-Optionen für spezielle Anwendungs-Anforderungen:

▪ Dual-Port 1 Gigabit Ethernet-Switch für Netzwerk-Anwendungen;

▪ zwei parallele Kamera-Ports für Anwendungen wie Barcode-Scanner;

▪ zwei unabhängige 8-Kanal-ADCs mit bis zu 867 kSPS für Servomotor-Regelungen, Audio-Sampling und Sensorüberwachung;

▪ verbesserte Vektor-Gleitkommaeinheit für Motorregelungs- und Audio-Algorithmen;

▪ 9-kanaliger Sigma-Delta-ADC mit Sinc-Filter für eine präzisere Strommessung, die in industriellen Antrieben an Bedeutung gewinnt.

Weitreichende Integration und neue Peripherie für mehr Features und Funktionen

Abgesehen von der Portfolio-Erweiterung, um durch den Einsatz des ARM-Cortex-A9-Cores mehr Performance zu bieten, enthalten die Sitara AM437x-Prozessoren bis zu 512 KB On-Chip-Speicher, einen POWERVR SGXT 3D-Grafikbeschleuniger und ein Display-Subsystem, welches die Farbraum-Umwandlung, Overlays, Resizing und mehr ermöglicht. Gestützt auf diese Integration und um den Kunden die Möglichkeit zur Nutzung flexibler, diskreter Power-Designs zu ermöglichen, sehen die Sitara AM437x-Prozessoren ein vereinfachtes Power Sequencing vor.

Das zugehörige Power-Management-IC TPS65218 enthält hierfür hocheffiziente Gleichspannungswandler mit integriertem Leistungsteil und weiteren Vorteilen. Zu letzteren gehören beispielsweise ein integrierter, hochpräziser Spannungsüberwacher und eine unerreicht sparsame Betriebsart, die die Leistungsaufnahme um 70 % senkt. Dieser Betriebsmodus ist für Systeme vorgesehen, die mit einer Knopfzelle geringer Kapazität eine Lebensdauer von über fünf Jahren erreichen müssen. Die Verfügbarkeit von vier SPI-Schnittstellen sorgt für XIP-Fähigkeit (eXecute-In-Place), sodass sich das System direkt an kostengünstigem NOR-Flash-Speicher betreiben lässt.

Robuste Software- und Hardwareangebote

Die Entwicklungsarbeit mit den Sitara AM437x-Prozessoren wird durch eine Vielzahl von Softwareplattformen vereinfacht. Unter anderem gibt es ein kostenloses, stabiles Mainline Linux Software Development Kit (SDK), mehrere Hardwareplattformen sowie Entwicklungs-Tools zur Hilfestellung beim Debugging.

Das General-Purpose EVM für die Sitara AM437x-Prozessoren erleichtert den Kunden die Entwicklung einer breiten Vielzahl von Anwendungen, darunter HMIs (Mensch-Maschine-Schnittstellen), portable Datenterminals, Asset-Tracking-Applikationen sowie Patientenüberwachungs-, Prüf und Messsysteme, um nur einige zu nennen.

Bestandteil des EVM sind außerdem ein 7-Zoll-LCD mit kapazitivem Touchscreen sowie ein Steckverbinder zum Anschließen von WiLink 8 Combo Connectivity Modulen von TI. Zu den WiLink 8 Modulen gehört Treibersoftware, die mit dem standardmäßigen Linux SDK integriert und getestet sind. Kunden können vom dritten Quartal an außerdem das Industrial Development Kit (IDK) erwerben. Dieses hilft bei der Entwicklung von Automatisierungs-Anwendungen für die Industrie – darunter beispielsweise speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) und Antriebe –, und bietet gleichzeitig Unterstützung für Industrial-Ethernet und Motor-Feedback-Protokolle.

Verfügbarkeit

Das universelle TMDXEVM437X ist ab sofort zum Preis von 599,- US-Dollar auf TI.com lieferbar. Das Industrial Development Kit gibt es ab dem dritten Quartal für 329,- US-Dollar. Die Bemusterung des AM437x beginnt im Juli. Ab sofort lieferbar ist auch das Mainline Linux SDK. Mehrere Mitglieder des TI Developer Network, darunter Adeneo Embedded, QNX, Mentor Embedded, WindRiver, Green Hills, SmartEmbedded und Ittiam, werden noch in diesem Jahr Softwarelösungen anbieten. Anbieter von Hardwaremodulen wie zum Beispiel Bytes at Work, Gumstix, Calixto und Mistral Solutions werden ebenfalls noch in diesem Jahr AM437x-basierte Lösungen in ihr Angebot aufnehmen.

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