MICROCHIP ステッパー シータ生成 v4.2 モーター制御
導入
Stepper Theta Generation v4.2 は、一定数のステップを移動することで位置制御に使用されるデバイスです。 ステッピング モーターは 2048 回転あたりのステップ数が固定されていますが、マイクロステップで移動することが可能で、ステップ分解能が向上します。 IP ブロックは、ステッピング モーター制御アルゴリズムで使用されるシータを生成します。 このデバイスは、最大 XNUMX マイクロステップのマイクロステップをサポートし、モーターのトルクリップルと電力損失を低減します。
コア バージョン
このユーザー ガイドは、Stepper Theta Generation v4.2 に適用されます。
サポートされるツール フロー
Libero ソフトウェアは、シミュレーション、合成、およびレイアウトに使用できます。 Stepper Theta Generation は暗号化された RTL でライセンスされており、別途購入する必要があります。 詳細については、ステッパー シータ生成を参照してください。
特徴
ステッパー シータ生成には、次の主要な機能があります。
- Libero Design Suite での IP コアの実装
- 最大 2048 マイクロステップのマイクロステップをサポート
- モーターのトルクリップルと電力損失を低減
機能説明
ステッパー シータ生成 v4.2 デバイスは、ステッパー モーター制御アルゴリズムで使用されるシータを生成します。 最大 2048 マイクロステップのマイクロステップをサポートし、トルクリップルとモーターの電力損失を低減します。
ステッパー シータ生成パラメーターとインターフェイス信号
デバイスにはさまざまな入力信号と出力信号があり、ユーザー マニュアルに詳細が記載されています。
- 入力信号
入力信号のリストは、ユーザーマニュアルに記載されています。 - 出力信号
出力信号のリストは、ユーザーマニュアルに記載されています。 - タイミング図
ユーザー マニュアルには、デバイスのタイミング図が記載されています。 - テストベンチ
ユーザー マニュアルには、デバイスを使用してシミュレーションを実行する方法に関する情報が記載されています。 - 改訂履歴
ユーザーマニュアルには、デバイスの改訂履歴が含まれています。 - マイクロチップFPGAのサポート
このデバイスは Microchip FPGA によってサポートされています。
使用方法
Stepper Theta Generation v4.2 を使用するには、ユーザー マニュアルの指示に従ってください。 デバイスの暗号化された RTL ライセンスを購入したことを確認します。 Libero ソフトウェアを使用して、シミュレーション、合成、およびレイアウトを行うことができます。 ユーザーマニュアルに記載されている手順に従って、入力信号と出力信号を接続します。 ユーザー マニュアルに記載されているテストベンチを使用してシミュレーションを実行します。 信号の適切なタイミングを確認するには、ユーザー マニュアルのタイミング図を参照してください。 さらに支援が必要な場合は、Microchip FPGA サポートにお問い合わせください。
導入
ステッピング モーターは、特定のステップ数を移動することによって位置制御に使用されます。 ステッピング モーターは 2048 回転あたりのステップ数が固定されていますが、マイクロステップで移動することが可能であり、ステップ分解能が向上します。 マイクロステッピングは、モーターのトルクリップルと電力損失も低減します。 IP ブロックは、ステッピング モーター制御アルゴリズムで使用されるシータを生成します。 最大 XNUMX マイクロステップのマイクロステップを選択できます。
まとめ
| コア バージョン | このドキュメントは、Stepper Theta Generation v4.2 に適用されます。 |
| サポートされているデバイス ファミリ | • PolarFire® SoC
• PolarFire |
| •RTG4™ | |
| • IGLOO® 2 | |
| • SmartFusion® 2 | |
| サポートされるツール フロー | Libero® SoC v11.8 以降のリリースが必要です。 |
| ライセンス | コア用に完全に暗号化された RTL コードが提供されているため、コアを SmartDesign でインスタンス化できます。 シミュレーション、合成、レイアウトは Libero ソフトウェアで実行できます。 Stepper Theta Generation は暗号化された RTL でライセンスされており、別途購入する必要があります。 詳細については、次を参照してください。 ステッパーシータ生成. |
特徴
ステッパー シータ生成には、次の主要な機能があります。
- 角度と歩数を計算します
- 最大2048マイクロステップのマイクロステッピングが可能
- 位置モードと速度モードで角度を生成します
Libero Design Suite での IP コアの実装
Libero® System-on-Chip (SoC) ソフトウェアの IP カタログに IP コアをインストールする必要があります。 これは、Libero SoC ソフトウェアの IP カタログ更新機能によって自動的に行われます。または、IP コアをカタログから手動でダウンロードすることもできます。 IP コアが Libero SoC ソフトウェア IP カタログにインストールされると、SmartDesign ツール内でコアを構成、生成、およびインスタンス化して、Libero プロジェクト リストに含めることができます。
デバイスの使用率とパフォーマンス
次の表に、ステッパー シータ生成に使用されるデバイスの使用率を示します。
| デバイスの詳細 | リソース | 性能 (MHz) | RAM について | 数学ブロック | チップグローバル | |||
| 家族 | デバイス | LUT | ダフ | LSRAM | μSRAM | |||
| PolarFire®SoC | MPFS250T | 285 | 128 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| ポーラファイア | MPF300T | 285 | 128 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| SmartFusion® 2 | M2S150 | 285 | 128 | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 |
重要：
- この表のデータは、一般的な合成およびレイアウト設定を使用してキャプチャされます。 CDR リファレンス クロック ソースは Dedicated に設定され、他のコンフィギュレータ値は変更されていません。
- パフォーマンス数値を達成するためにタイミング解析を実行している間、クロックは 200 MHz に制限されます。
機能説明
- このセクションでは、Stepper Theta Generation の実装の詳細について説明します。
- 次の図は、ステッパー シータ生成のシステム レベルのブロック図を示しています。
- プロfile ステッパーのシータ出力と、さまざまなマイクロステッピング オプションの合成電流を次の図に示します。
- 次の図は、ハーフ ステップ モードのモーター相電流でのシータ生成を示しています。
- 次の図は、クォーター ステップ モードでのシータ生成モーターの相電流を示しています。
- 次の図は、1024 マイクロステッピング モードでのシータ生成モーターの相電流を示しています。
- マイクロ ステッピングのレベルは、レート リミット入力によって決定され、2 の指数でなければなりません。スルー カウント入力は、シータ値が更新される速度を決定します。 出力 theta は、コマンド ステップ数が満たされるまで生成され、コマンド ステップが変更されるまで、theta は最後に更新された値に保持されます。 ただし、速度モードでは、出力シータは継続的に更新されます。
ステッパー シータ生成パラメーターとインターフェイス信号
このセクションでは、Stepper Theta Generation GUI コンフィギュレーターのパラメーターと I/O 信号について説明します。
入出力信号
次の表に、Stepper Theta Generation の入力ポートと出力ポートを示します。
| 信号名 | 方向 | 説明 |
| sys_clk_i | 入力 | システムクロック。 |
| リセット_i | 入力 | 非同期アクティブ LOW リセット信号。 |
| イネーブル_i | 入力 | 入力信号により角度生成が可能になります。 |
| モード_i | 入力 | 0 (ゼロ) に設定すると、位置モードで角度が生成されます。
1 に設定すると、速度モード (連続回転モード) で角度を生成します。 |
| スルー_cnt_i | 入力 | スルー カウント入力 – シータ値が更新される速度を 1 µs 単位で決定します。 |
| rate_limit_i | 入力 | 速度制限入力 – 角度の増分を定義することにより、マイクロステップの数を決定しますマイクロステップの長さは 2 の指数でなければなりません (例えばampル、1、2、4、8、16 など)。 |
| cmd_step_no_i | 入力 | Command – モーターが動かなければならないステップ数/マイクロステップ数。 |
| theta_output_o | 出力 | 入力に基づいて生成された角度。 |
| step_cnt_o | 出力 | 歩数を追跡するための歩数出力。 |
タイミング図
- このセクションでは、ステッパー シータ生成のタイミング図について説明します。
- 次の図は、速度モードでのステッパー シータ生成のタイミング図を示しています。
テストベンチ
ユーザー テストベンチと呼ばれる統合テストベンチを使用して、Stepper Theta Generation を検証およびテストします。 Stepper Theta Generation IP の機能を確認するためのテストベンチが提供されています。
シミュレーション
次の手順では、テストベンチを使用してコアをシミュレートする方法について説明します。
- Libero SoC Catalog タブに移動し、Solutions-MotorControl を展開し、Stepper Theta Generation をダブルクリックして、OK をクリックします。 IP に関連するドキュメントは、ドキュメントの下にリストされています。
重要: もし [カタログ] タブが表示されない場合は、次の場所に移動します。 View > [ウィンドウ] メニューをクリックし、[カタログ] をクリックして表示します。
- [Stimulus Hierarchy] タブで、テストベンチ (stepper_theta_tb.v) を選択し、右クリックして [Simulate Pre-Synth Design] > [Open Interactively] をクリックします。
重要: もし Stimulus Hierarchy タブが表示されない場合は、次の場所に移動します。 View > Windows メニューをクリックし、Stimulus Hierarchy をクリックして表示します。
ModelSimがテストベンチで開きます file、次の図に示すように。
重要: もし .do で指定された実行時間の制限により、シミュレーションが中断された file、run all コマンドを使用してシミュレーションを完了します。
改訂履歴
改訂履歴には、ドキュメントに実装された変更内容が記述されます。変更内容は、最新の出版物から順に改訂順にリストされます。
| リビジョン | 日付 | 説明 |
| A | 03/2023 | 次の変更のリストは、ドキュメントのリビジョン A で行われました。
• ドキュメントを Microchip テンプレートに移行しました。 • ドキュメント番号を 00004956 から DS50200609A に更新しました。 • 追加した 3. タイミング図. • 追加した 4. テストベンチ. |
| 3.0 | — | 以下は、ドキュメントのリビジョン 3.0 での変更点のリストです。
• 文書のタイトルに IP バージョンを追加。 • ハードウェア実装からコンフィギュレーション パラメーターのセクションを削除。 |
| 2.0 | — | 構成セクションを更新。 |
| 1.0 | — | リビジョン1.0は、このドキュメントの最初の発行物です。 |
マイクロチップFPGAのサポート
- マイクロチップFPGA製品グループは、カスタマーサービス、カスタマーテクニカルサポートセンター、 webサイト、および世界中の営業所。 質問に回答済みである可能性が非常に高いため、サポートに連絡する前に、Microchipのオンラインリソースにアクセスすることをお勧めします。
- を通じてテクニカルサポートセンターに連絡してください webwww.microchip.com/support のサイト。 FPGA デバイスのパーツ番号を記載し、適切なケース カテゴリを選択して、デザインをアップロードします。 file■テクニカルサポートケースの作成中。
- 製品の価格設定、製品のアップグレード、更新情報、注文ステータス、承認など、技術以外の製品サポートについては、カスタマーサービスにお問い合わせください。
- 北米からは800.262.1060にお電話ください
- 海外からは650.318.4460にお電話ください
- 世界中どこからでもファックス650.318.8044
マイクロチップ情報
マイクロチップ Webサイト
マイクロチップは、 webサイト www.microchip.com/。 これ webサイトは file顧客が簡単に利用できる情報を提供します。 利用可能なコンテンツには次のようなものがあります。
- 製品サポート – データシートと正誤表、アプリケーションノートとampleプログラム、設計リソース、ユーザーガイド、ハードウェアサポートドキュメント、最新のソフトウェアリリース、アーカイブされたソフトウェア
- 一般的な技術サポート – よくある質問 (FAQ)、テクニカル サポート リクエスト、オンライン ディスカッション グループ、Microchip デザイン パートナー プログラム メンバー リスト
- マイクロチップの事業 – 製品セレクターと注文ガイド、最新の Microchip プレス リリース、セミナーとイベントの一覧、Microchip の営業所、代理店、工場の代表者の一覧
製品変更通知サービス
- マイクロチップの製品変更通知サービスは、マイクロチップ製品の最新情報を顧客に提供するのに役立ちます。 サブスクライバーは、特定の製品ファミリまたは対象の開発ツールに関連する変更、更新、改訂、または正誤表があるたびに電子メール通知を受け取ります。
- 登録するには、 www.microchip.com/pcn 登録手順に従ってください。
カスタマーサポート
- Microchip 製品のユーザーは、いくつかのチャネルを通じてサポートを受けることができます。
- 販売代理店または代理店
- 現地営業所
- エンベデッドソリューションエンジニア（ESE）
- テクニカルサポート
- サポートについては、販売代理店、担当者、または ESE にお問い合わせください。地域の営業所もお客様をサポートします。営業所と所在地の一覧はこのドキュメントに記載されています。
- テクニカルサポートは、 webサイト: サポート
マイクロチップデバイスのコード保護機能
Microchip 製品のコード保護機能に関する次の詳細に注意してください。
- Microchip 製品は、それぞれの Microchip データ シートに記載されている仕様を満たしています。
- Microchip 社は、意図された方法で、動作仕様の範囲内で、通常の条件下で使用される場合、同社の製品ファミリは安全であると考えています。
- マイクロチップは、その知的財産権を尊重し、積極的に保護します。 マイクロチップ製品のコード保護機能に違反する試みは固く禁じられており、デジタルミレニアム著作権法に違反する可能性があります。
- Microchip 社も他の半導体メーカーも、自社のコードのセキュリティを保証することはできません。コード保護は、製品が「破られない」ことを保証するものではありません。コード保護は常に進化しています。Microchip 社は、自社製品のコード保護機能を継続的に改善することに尽力しています。
法的通知
- この出版物およびここに記載されている情報は、Microchip製品の設計、テスト、およびアプリケーションとの統合を含め、Microchip製品でのみ使用できます。 この情報を他の方法で使用すると、これらの条件に違反します。 デバイスアプリケーションに関する情報は、お客様の便宜のためにのみ提供されており、更新によって置き換えられる場合があります。 アプリケーションが仕様を満たしていることを確認するのはユーザーの責任です。 追加のサポートについては、最寄りのMicrochip営業所にお問い合わせいただくか、次のURLで追加のサポートを受けてください。 www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services.
- この情報はマイクロチップによって「現状のまま」提供されます。マイクロチップは、明示的か黙示的か、書面か口頭か、法定かその他かを問わず、情報に関連するいかなる種類の表明または保証も行いません。これには、非侵害、商品性、特定目的への適合性に関する黙示の保証、またはその状態、品質、性能に関する保証が含まれますが、これらに限定されません。
- いかなる場合も、マイクロチップは、情報またはその使用に関連するいかなる間接的、特別、懲罰的、偶発的、または結果的な損失、損害、費用、経費についても、その原因が何であれ、マイクロチップがその可能性を知らされていたり、損害が予見可能であったりしても、一切責任を負いません。法律で認められる最大限の範囲で、情報またはその使用に関連するすべての請求に対するマイクロチップの全責任は、情報に対してお客様がマイクロチップに直接支払った料金の金額（ある場合）を超えないものとします。
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ドキュメント / リソース
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MICROCHIP ステッパー シータ生成 v4.2 モーター制御 [pdf] ユーザーガイド ステッパー シータ生成 v4.2 モーター制御、ステッパー シータ生成 v4.2、モーター制御、ステッパー、シータ生成 v4.2 モーター制御 |
