MICROCHIP V43 Resolver-Schnittstelle
Einführung (Stellen Sie eine Frage)
Ein Resolver ist ein Positionssensor oder Wandler, der die absolute Winkelposition der rotierenden Welle misst, an der er befestigt ist.
Das Funktionsprinzip eines Resolvers ähnelt dem Funktionsprinzip eines Synchronisierers. Resolver sind typischerweise wie kleine Motoren aufgebaut mit einem Rotor (der an der Welle befestigt ist, deren Position gemessen werden soll) und einem Stator (stationärer Teil), der die Erregersignale aufnimmt und die Ausgangssignale erzeugt. Ein Resolver besteht typischerweise aus einer Primärwicklung, auch Erregerwicklung genannt, und zwei Sekundärwicklungen, den sogenannten Kosinus- und Sinuswicklungen. Die Sekundärwicklungen sind geometrisch so angeordnet, dass die Wicklungssignale eine Kosinus- und Sinusfunktion des Rotorwinkels sind.
Die folgende Abbildung zeigt die vom Resolver erzeugten Signale.
Abbildung 1. Signalerzeugung im Resolver
Zusammenfassung (Stellen Sie eine Frage)
| Core-Version | Dieses Dokument gilt für Resolver Interface v4.3. |
| Unterstützte Gerätefamilien |
|
| Unterstützter Tool-Flow | Erfordert Libero® SoC v11.8 oder spätere Versionen. |
| Lizenzierung | Für den Kern wird vollständig verschlüsselter RTL-Code bereitgestellt, der eine Instanziierung des Kerns mit SmartDesign ermöglicht. Simulation, Synthese und Layout können mit der Libero-Software durchgeführt werden. Die Resolver-Schnittstelle ist mit verschlüsseltem RTL lizenziert, das separat erworben werden muss. Weitere Informationen finden Sie unter Resolver-Schnittstelle. |
Funktionen (Stellen Sie eine Frage)
Die Resolver-Schnittstelle verfügt über die folgenden Hauptfunktionen:
- Stellt ein Hochfrequenzsignal zur Anregung bereit
- Demoduliert Sinus- und Cosinus-Wicklungseingänge
- Berechnet Winkel und Geschwindigkeit
Implementierung von IP Core in Libero® Design Suite (Stellen Sie eine Frage)
Der IP-Core muss im IP-Katalog der Libero SoC-Software installiert werden. Dies wird automatisch über die IP-Katalog-Update-Funktion in der Libero SoC-Software installiert, oder der IP-Core kann manuell aus dem Katalog heruntergeladen werden.
Sobald der IP-Kern im IP-Katalog der Libero SoC-Software installiert ist, kann der Kern im Smart Design-Tool konfiguriert, generiert und instanziiert werden, um ihn in die Libero-Projektliste aufzunehmen.
Geräteauslastung und Leistung (Stellen Sie eine Frage)
In der folgenden Tabelle ist die Geräteauslastung aufgeführt, die für die Resolver-Schnittstelle verwendet wird.
Tabelle 1. Auslastung der Resolver-Schnittstelle
| Gerätedetails | Ressourcen | Leistung (MHz) | Arbeitsspeicher | SumBlox | Chip-Globals | |||
| Familie | Gerät | LUTs | DFF | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire®-SoC | MPFS250T | 1815 | 909 | 200 | 0 | 0 | 2 | 0 |
| PolarFire | MPF300T | 1815 | 909 | 200 | 0 | 0 | 2 | 0 |
| SmartFusion® 2 | M2S150 | 1832 | 914 | 175 | 0 | 0 | 2 | 0 |
Wichtig:
- Die Daten in dieser Tabelle werden mit typischen Synthese- und Layouteinstellungen erfasst. Die CDR-Referenztaktquelle wurde auf „Dediziert“ gesetzt, während andere Konfiguratorwerte unverändert blieben.
- Der Takt wird auf 200 MHz beschränkt, während die Timing-Analyse ausgeführt wird, um die Leistungszahlen zu erreichen.
Funktionsbeschreibung (Stellen Sie eine Frage)
Die folgende Abbildung zeigt das Blockdiagramm der Resolver-Schnittstelle.
Abbildung 1-1. Blockdiagramm der Resolver-Schnittstelle auf Systemebene
Die Resolver-Schnittstelle IP erzeugt eine Rechteckwelle, die der Primärwicklung des Resolvers zugeführt wird. Die Frequenz der Rechteckwelle kann über den Eingang hf_sig_period_i konfiguriert werden. Die cos_i- und sin_i-Signale der Sekundärwicklungen werden demoduliert und gefiltert, um effektive Cosinus- und Sinussignale zu erhalten. Ein Phasenregelkreis (PLL) wird verwendet, um Winkel und Geschwindigkeit aus Kosinus- und Sinussignalen zu extrahieren.
Die PLL verwendet einen PI-Regler, dessen Verstärkungen pll_pi_kp_i und pll_pi_ki_i angepasst werden können, um die erforderliche Reaktionszeit zu erhalten. Ein höherer Verstärkungswert führt zu einer schnellen Reaktion auf Winkel- und Geschwindigkeitsänderungen, kann aber auch zu Rauschen bei den Winkel- und Geschwindigkeitsausgaben führen.
Bei Motorsteuerungsanwendungen muss die Nullposition des Resolvers mit der magnetischen Nullposition des Motors übereinstimmen. Um dies zu erreichen, wird ein calib_angle_i-Signal verwendet. Während des Kalibrierungsvorgangs geht das Signal auf High und der Motor wird gezwungen, seinen Rotor auf die magnetische Nullposition auszurichten. Der Winkelausgang wird während dieser Zeit auf Null zurückgesetzt und als Referenz für die Messung des absoluten Winkels verwendet. Ein Motor und ein Resolver können über mehrere Polpaare verfügen, wobei der Motorsteuerungsalgorithmus mehrere Theta-Übergänge (3600) für eine mechanische Drehung des Rotors benötigt. Diese Funktion kann über den in Tabelle 2-2 aufgeführten Port pp_ratio_i konfiguriert werden.
Die Theta_Faktor-Konstante wird mithilfe der folgenden Gleichung berechnet. Die berechnete Geschwindigkeit kann mit theta_factor_i auf pro Einheit skaliert werden.
EQ1
Der Eingang „hf_sig_period“ bestimmt die Frequenz der in die Resolver-Primärwelle eingespeisten Rechteckwelle, berechnet mit der folgenden Gleichung.
EQ2
Wo,
hf_freq = Frequenz der in die Resolver-Primärwelle eingespeisten Rechteckwelle. fsys_clk = Frequenz des Systemtakts, der am Eingang sys_clk_i bereitgestellt wird
Resolver-Schnittstellenparameter und Schnittstellensignale (Stellen Sie eine Frage)
In diesem Abschnitt werden die Parameter im GUI-Konfigurator der Resolver-Schnittstelle und die E/A-Signale erläutert.
Konfiguration von GUI-Parametern (Stellen Sie eine Frage)
Die folgende Tabelle listet die Beschreibung der Konfigurationsparameter auf, die in der Hardware-Implementierung der Resolver-Schnittstelle verwendet werden. Dabei handelt es sich um generische Parameter, die je nach Anforderung der Anwendung variiert werden können.
Tabelle 2-1. Konfigurationsparameter
| Signalname | Beschreibung |
| g_NO_MCYCLE_PATH | Die Anzahl der Taktverzögerungen, die erforderlich sind, bevor das Signal „Multiplikationsprodukt bereit“ aktiviert wird. |
Eingangs- und Ausgangssignale (Stellen Sie eine Frage)
In der folgenden Tabelle sind die Eingabe- und Ausgabeports der Resolver-Schnittstelle aufgeführt.
Tabelle 2-2. Ein- und Ausgänge der Resolver-Schnittstelle
| Signalname | Richtung | Beschreibung | |
| reset_i | Eingang | Aktiv niedriges asynchrones Rücksetzsignal zum Design | |
| sys_clk_i | Eingang | System Uhr | |
| clear_buffer_i | Eingang | Bei der Einstellung 1 wird der interne Geschwindigkeitsfilterpuffer gelöscht. Bei der Einstellung 0 wird der Puffer normal betrieben | |
| calib_angle_i | Eingang | Der IP wechselt in den Kalibrierungsstatus, wenn dieses Signal auf High geht. In diesem Zustand wird der Winkelversatz zwischen dem Resolvernullpunkt und dem magnetischen Motornullpunkt berechnet. | |
| Direction_config_i | Eingang | Gibt die Drehrichtung des Motors an | |
| pp_ratio_i | Eingang | Das Verhältnis der Anzahl der Motorpole zur Anzahl der Resolverpole, ausgedrückt als Exponent von 2. Bspample für Motorpole 16, Resolverpole 2, pp_ratio_i = 3; Für Motorpole 8, Resolverpole 2, pp_ratio_i= 2; Für Motorpole 4, Resolverpole 4,
pp_ratio_i = 0. |
|
| cos_i | Eingang | Kosinuswicklungseingang (vom ADC) | |
| sin_i | Eingang | Sinuswicklungseingang (vom ADC) | |
| pll_pi_kp_i | Eingang | Proportionalverstärkung des für PLL verwendeten PI-Reglers | |
| pll_pi_ki_i | Eingang | Integralverstärkung des für PLL verwendeten PI-Reglers | |
| dc_filter_factor | Eingang | Filterzeitkonstante des Hochpassfilters, der zur Eliminierung des Gleichstromwerts aus Sinus- und Cosinussignalen verwendet wird | |
| ac_filter_factor | Eingang | Filterzeitkonstante des Tiefpassfilters, der zur Eliminierung der Modulationswellenfrequenzkomponente für Sinus- und Cosinussignale verwendet wird | |
| theta_factor_i | Eingang | Theta-Faktorkonstante, berechnet aus EQ1 | |
| hf_sig_period_i | Eingang | Der halbe Wert der Hochfrequenz-Rechteckwellenperiode, berechnet aus
EQ2 |
|
| hf_signal_o | Ausgabe | Rechteckwellensignal zur Ansteuerung der Primärwicklung des Resolvers | |
| theta_o | Ausgabe | Winkelausgang des Resolvers; entspricht dem elektrischen Winkel des Motors | |
| Tacho | Ausgabe | Geschwindigkeitsausgabe der Resolver-IP | |
Zeitdiagramme (Stellen Sie eine Frage)
In diesem Abschnitt wird das Zeitdiagramm der Resolver-Schnittstelle erläutert.
Die folgende Abbildung zeigt das Zeitdiagramm der Resolver-Schnittstelle.
Abbildung 3-1. Zeitdiagramm der Resolverschnittstelle
Testbench (Stellen Sie eine Frage)
Zum Verifizieren und Testen der Resolver-Schnittstelle wird eine einheitliche Testbench verwendet, die als Benutzertestbench bezeichnet wird. Zur Überprüfung der Funktionalität der Resolver-Schnittstellen-IP steht eine Testbench zur Verfügung.
Simulation (Stellen Sie eine Frage)
Die folgenden Schritte beschreiben, wie Sie den Kern mit der Testbench simulieren:
- Öffnen Sie die Registerkarte Libero SoC Catalog, erweitern Sie Solutions-Motor Control, doppelklicken Sie auf Resolver Interface und klicken Sie dann auf OK. Die mit der IP verknüpfte Dokumentation ist unter Dokumentation aufgeführt.
Wichtig: Wenn Wenn Sie die Registerkarte „Katalog“ nicht sehen, navigieren Sie zu View > Menü Windows und klicken Sie auf Katalog, um es sichtbar zu machen.
Abbildung 4-1. Resolver-Schnittstelle IP Core im Libero SoC-Katalog
- Wählen Sie auf der Registerkarte „Stimulushierarchie“ die Testbench (resolver_interface_tb.v) aus, klicken Sie mit der rechten Maustaste und klicken Sie dann auf „Prä-Synth-Design simulieren“ > „Interaktiv öffnen“.
Wichtig:Wenn Sie die Registerkarte „Stimulushierarchie“ nicht sehen, navigieren Sie zu View > Windows-Menü und klicken Sie auf Stimulus-Hierarchie, um es sichtbar zu machen.
Abbildung 4-2. Simulieren des Prä-Synthese-Designs
ModelSim öffnet sich mit der Testbench file, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
Abbildung 4-3. ModelSim-Simulationsfenster
Wichtig: Wenn die Simulation wird aufgrund der in der .do angegebenen Laufzeitbegrenzung unterbrochen fileverwenden Sie den Befehl run -all, um die Simulation abzuschließen.
Revisionsverlauf (Stellen Sie eine Frage)
Der Revisionsverlauf beschreibt die Änderungen, die im Dokument vorgenommen wurden. Die Änderungen werden nach Revision aufgelistet, beginnend mit der aktuellsten Veröffentlichung.
Tabelle 5-1. Revisionsverlauf
| Revision | Datum | Beschreibung |
| A | 03/2023 | Die folgende Liste von Änderungen wurde in Revision A des Dokuments vorgenommen:
|
| 4.0 | — | Im Folgenden finden Sie eine Zusammenfassung der in Revision 4.0 dieses Dokuments vorgenommenen Änderungen
|
| 3.0 | — | Im Folgenden finden Sie eine Zusammenfassung der in Revision 3.0 dieses Dokuments vorgenommenen Änderungen
|
| 2.0 | 01/2017 | Das Folgende ist eine Zusammenfassung der Änderungen, die in Version 2.0 dieses Dokuments vorgenommen wurden.
|
| 1.0 | 11/2016 | Revision 1.0 war die erste Veröffentlichung dieses Dokuments. |
Microchip FPGA-Unterstützung (Stellen Sie eine Frage)
Die Microchip FPGA-Produktgruppe unterstützt ihre Produkte mit verschiedenen Support-Services, darunter Kundendienst, technisches Kunden-Support-Center, a webStandort und weltweite Vertriebsniederlassungen. Kunden wird empfohlen, die Online-Ressourcen von Microchip zu besuchen, bevor sie sich an den Support wenden, da ihre Fragen sehr wahrscheinlich bereits beantwortet wurden.
Wenden Sie sich über das Technical Support Center an webSeite unter www.microchip.com/support. Geben Sie die Teilenummer des FPGA-Geräts an, wählen Sie die entsprechende Gehäusekategorie aus und laden Sie das Design hoch files beim Erstellen eines technischen Support-Falls.
Wenden Sie sich für nicht technischen Produktsupport an den Kundendienst, z. B. Produktpreise, Produkt-Upgrades, Aktualisierungsinformationen, Bestellstatus und Autorisierung.
- Rufen Sie aus Nordamerika die Nummer 800.262.1060 an.
- Aus dem Rest der Welt rufen Sie 650.318.4460 an
- Fax, von überall auf der Welt, 650.318.8044
Mikrochip-Informationen (Stellen Sie eine Frage)
Der Mikrochip WebWebsite (Stellen Sie eine Frage)
Microchip bietet Online-Support über unsere webWebsite unter www.microchip.com/. Dies webWebsite wird verwendet, um files und Informationen für Kunden leicht zugänglich. Einige der verfügbaren Inhalte umfassen:
- Produktsupport – Datenblätter und Errata, Anwendungshinweise und sampDateiprogramme, Designressourcen, Benutzerhandbücher und Hardware-Supportdokumente, neueste Softwareversionen und archivierte Software
- Allgemeiner technischer Support – Häufig gestellte Fragen (FAQs), Anfragen zum technischen Support, Online-Diskussionsgruppen, Mitgliederliste des Microchip-Designpartnerprogramms
- Geschäft von Microchip – Produktauswahl- und Bestellleitfäden, neueste Pressemitteilungen von Microchip, Auflistung von Seminaren und Veranstaltungen, Auflistung von Microchip-Vertriebsbüros, Distributoren und Fabrikvertretern
Produktänderungsbenachrichtigungsdienst (Stellen Sie eine Frage)
Der Benachrichtigungsservice für Produktänderungen von Microchip hilft Kunden, die Produkte von Microchip auf dem Laufenden zu halten. Abonnenten erhalten E-Mail-Benachrichtigungen, wenn Änderungen, Aktualisierungen, Überarbeitungen oder Errata in Bezug auf eine bestimmte Produktfamilie oder ein Entwicklungstool von Interesse vorliegen.
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Codeschutzfunktion von Microchip Devices (Stellen Sie eine Frage)
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- Microchip ist davon überzeugt, dass seine Produktfamilie sicher ist, wenn sie bestimmungsgemäß, innerhalb der Betriebsspezifikationen und unter normalen Bedingungen verwendet wird.
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ICE, Serial Quad I/O, simpleMAP, SimpliPHY, Smart Buffer, Smart HLS, SMART-IS, storClad, SQI, SuperSwitcher, SuperSwitcher II, Switchtec, SynchroPHY, Total Endurance, Trusted Time, TSHARC, USBCheck, VariSense, VectorBlox, VeriPHY , ViewSpan, WiperLock, XpressConnect und ZENA sind Marken von Microchip Technology Incorporated in den USA und anderen Ländern.
SQTP ist eine Dienstleistungsmarke von Microchip Technology Incorporated in den USA
Das Adaptec-Logo, Frequency on Demand, Silicon Storage Technology und Symmcom sind eingetragene Warenzeichen von Microchip Technology Inc. in anderen Ländern.
GestIC ist in anderen Ländern eine eingetragene Marke der Microchip Technology Germany II GmbH & Co. KG, einer Tochtergesellschaft der Microchip Technology Inc.
Alle anderen hier erwähnten Marken sind Eigentum der jeweiligen Unternehmen.
© 2023, Microchip Technology Incorporated und seine Tochtergesellschaften. Alle Rechte vorbehalten.
ISBN: 978-1-6683-2177-5
Qualitätsmanagementsystem (Stellen Sie eine Frage)
| AMERIKA | ASIEN/PAZIFIK | ASIEN/PAZIFIK | EUROPA |
| Firmensitz
2355 West Chandler Blvd. Chandler, AZ 85224-6199 Tel: 480-792-7200 Fax: 480-792-7277 Technische Unterstützung: www.microchip.com/support Web Adresse: www.microchip.com Atlanta Duluth, Georgia Tel: 678-957-9614 Fax: 678-957-1455 Austin, Texas Tel: 512-257-3370 Boston Westborough, MA Tel: 774-760-0087 Fax: 774-760-0088 Chicago Itasca, Illinois Tel: 630-285-0071 Fax: 630-285-0075 Dallas Addison, TX Tel: 972-818-7423 Fax: 972-818-2924 Detroit Novi, Michigan Tel: 248-848-4000 Houston, Texas (Bundesstaat) Tel: 281-894-5983 Indianapolis Noblesville, IN Tel.: 317-773-8323 Fax: 317-773-5453 Tel: 317-536-2380 Los Angeles Mission Viejo, CA Tel.: 949-462-9523 Fax: 949-462-9608 Tel: 951-273-7800 Raleigh, North Carolina Tel: 919-844-7510 New York, NY Tel: 631-435-6000 San Jose, Kalifornien Tel: 408-735-9110 Tel: 408-436-4270 Kanada – Toronto Tel: 905-695-1980 Fax: 905-695-2078 |
Australien – Sydney
Tel: 61-2-9868-6733 China – Peking Tel: 86-10-8569-7000 China – Chengdu Tel: 86-28-8665-5511 China – Chongqing Tel: 86-23-8980-9588 China – Dongguan Tel: 86-769-8702-9880 China – Guangzhou Tel: 86-20-8755-8029 China – Hangzhou Tel: 86-571-8792-8115 China – Sonderverwaltungszone Hongkong Tel: 852-2943-5100 China – Nanjing Tel: 86-25-8473-2460 China – Qingdao Tel: 86-532-8502-7355 China – Shanghai Tel: 86-21-3326-8000 China – Shenyang Tel: 86-24-2334-2829 China – Shenzhen Tel: 86-755-8864-2200 China – Suzhou Tel: 86-186-6233-1526 China – Wuhan Tel: 86-27-5980-5300 China – Xi’an Tel: 86-29-8833-7252 China – Xiamen Tel: 86-592-2388138 China – Zhuhai Tel: 86-756-3210040 |
Indien – Bangalore
Tel: 91-80-3090-4444 Indien – Neu-Delhi Tel: 91-11-4160-8631 Indien – Pune Tel: 91-20-4121-0141 Japan – Ōsaka Tel: 81-6-6152-7160 Japan – Tokio Tel: 81-3-6880-3770 Korea – Daegu Tel: 82-53-744-4301 Korea – Seoul Tel: 82-2-554-7200 Malaysia - Kuala Lumpur Tel: 60-3-7651-7906 Malaysia – Penang Tel: 60-4-227-8870 Philippinen – Manila Tel: 63-2-634-9065 Singapur Tel: 65-6334-8870 Taiwan – Hsin Chu Tel: 886-3-577-8366 Taiwan – Kaohsiung Tel: 886-7-213-7830 Taiwan – Taipeh Tel: 886-2-2508-8600 Thailand – Bangkok Tel: 66-2-694-1351 Vietnam – Ho Chi Minh Tel: 84-28-5448-2100 |
Österreich – Wels
Tel: 43-7242-2244-39 Fax: 43-7242-2244-393 Dänemark – Kopenhagen Tel: 45-4485-5910 Fax: 45-4485-2829 Finnland – Espoo Tel: 358-9-4520-820 Frankreich – Paris Tel: 33-1-69-53-63-20 Fax: 33-1-69-30-90-79 Deutschland – Garching Tel: 49-8931-9700 Deutschland – Haan Tel: 49-2129-3766400 Deutschland – Heilbronn Tel: 49-7131-72400 Deutschland – Karlsruhe Tel: 49-721-625370 Deutschland – München Tel: 49-89-627-144-0 Fax: 49-89-627-144-44 Deutschland – Rosenheim Tel: 49-8031-354-560 Israel – Ra’anana Tel: 972-9-744-7705 Italien – Mailand Tel: 39-0331-742611 Fax: 39-0331-466781 Italien – Padua Tel: 39-049-7625286 Niederlande – Drunen Tel: 31-416-690399 Fax: 31-416-690340 Norwegen – Trondheim Tel: 47-72884388 Polen – Warschau Tel: 48-22-3325737 Rumänien – Bukarest Tel: 40-21-407-87-50 Spanien – Madrid Tel: 34-91-708-08-90 Fax: 34-91-708-08-91 Schweden – Göteborg Tel: 46-31-704-60-40 Schweden – Stockholm Tel: 46-8-5090-4654 Großbritannien – Wokingham Tel: 44-118-921-5800 Fax: 44-118-921-5820 |
Kundensupport (Stellen Sie eine Frage)
Benutzer von Microchip-Produkten können über mehrere Kanäle Unterstützung erhalten:
Vertriebshändler oder Vertreter
Lokales Verkaufsbüro
Ingenieur für eingebettete Lösungen (ESE)
Technische Unterstützung
Kunden sollten sich für Unterstützung an ihren Händler, Vertreter oder ESE wenden. Auch lokale Vertriebsbüros stehen Ihnen zur Verfügung
Kunden helfen. Eine Auflistung der Vertriebsbüros und Standorte ist in diesem Dokument enthalten.
Technischen Support erhalten Sie über die webWebsite bei: www.microchip.com/support
Dokumente / Ressourcen
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MICROCHIP V43 Resolver-Schnittstelle [pdf] Benutzerhandbuch V43 Resolver-Schnittstelle, V43, Resolver-Schnittstelle, Schnittstelle |