MICROCHIP V43 旋转变压器接口
简介（提问）
旋转变压器是一种位置传感器或变换器，用于测量其所连接的旋转轴的绝对角位置。
旋转变压器的工作原理与同步器的工作原理类似。旋转变压器通常类似于小型电机，具有转子（连接到要测量位置的轴）和定子（固定部分），定子接收励磁信号并产生输出信号。旋转变压器通常由一个初级绕组（也称为励磁绕组）和两个次级绕组（称为余弦和正弦绕组）组成。次级绕组的几何布置使得绕组信号是转子角的余弦和正弦函数。
下图显示了旋转变压器产生的信号。
图 1. 旋转变压器中的信号生成
摘要（提问）
| 核心版 | 本文档适用于解析器接口 v4.3。 |
| 支持的设备系列 |
|
| 支持的工具流程 | 需要 Libero® SoC v11.8 或更高版本。 |
| 许可 | 为核心提供完整的加密RTL代码，使核心能够通过SmartDesign实例化。可以使用 Libero 软件执行仿真、综合和布局。解析器接口通过加密 RTL 进行许可，必须单独购买。有关详细信息，请参阅解析器接口。 |
特点（提问）
解析器接口具有以下主要功能：
- 提供高频信号用于激励
- 解调正弦和余弦绕组输入
- 计算角度和速度
在 Libero® Design Suite 中实施 IP 核（提问）
IP 核必须安装到 Libero SoC 软件的 IP 目录中。这是通过 Libero SoC 软件中的 IP 目录更新功能自动安装的，也可以从目录中手动下载 IP 核。
一旦 IP 核安装在 Libero SoC 软件 IP 目录中，就可以在智能设计工具中配置、生成和实例化该核，以便包含在 Libero 项目列表中。
设备利用率和性能（提问）
下表列出了用于解析器接口的设备利用率。
表 1. 旋转变压器接口利用率
| 设备详细信息 | 资源 | 性能（兆赫） | 内存 | 数学块 | 全球芯片 | |||
| 家庭 | 设备 | 查找表 | 数字化光纤 | 大容量静态随机存取存储器 | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1815 | 909 | 200 | 0 | 0 | 2 | 0 |
| PolarFire | 强积金300T | 1815 | 909 | 200 | 0 | 0 | 2 | 0 |
| 智能融合®2 | M2S150 | 1832 | 914 | 175 | 0 | 0 | 2 | 0 |
重要的：
- 该表中的数据是使用典型的综合和布局设置捕获的。 CDR 参考时钟源设置为“专用”，其他配置器值保持不变。
- 在运行时序分析以实现性能数字时，时钟被限制为 200 MHz。
功能描述（提问）
下图为Resolver接口框图。
图 1-1。旋转变压器接口的系统级框图
旋转变压器接口 IP 生成方波，馈送到旋转变压器的初级绕组。方波的频率可以通过 hf_sig_period_i 输入进行配置。来自次级绕组的 cos_i 和 sin_i 信号经过解调和滤波，得到有效的余弦和正弦信号。锁相环 (PLL) 用于从余弦和正弦信号中提取角度和速度。
PLL 使用 PI 控制器，可以调整其增益 pll_pi_kp_i 和 pll_pi_ki_i 以获得所需的响应时间。较高的增益值会导致对角度和速度变化的快速响应，但也会在角度和速度输出中引入噪声。
在电机控制应用中，旋转变压器零位置必须与电机磁零位置对齐。为了实现这一点，使用了 calib_angle_i 信号。在校准过程中，信号变高，电机被迫将其转子对齐到磁零位置。在此期间角度输出重置为零，并作为测量绝对角度的参考。电机和旋转变压器可以具有多个极对，其中电机控制算法需要多个 θ 转换 (3600) 来实现转子的一次机械旋转。该功能可以通过 pp_ratio_i 端口进行配置，如表 2-2 所示。
theta_factor 常数使用以下公式计算。计算出的速度可以使用 theta_factor_i 按单位缩放。
EQ1
hf_sig_period 输入确定注入旋转变压器初级的方波频率，使用以下公式计算。
EQ2
在哪里，
hf_freq = 注入旋转变压器初级的方波频率 fsys_clk = sys_clk_i 输入处提供的系统时钟频率
旋转变压器接口参数和接口信号（提问）
本节讨论解析器接口 GUI 配置器和 I/O 信号中的参数。
GUI参数的配置（提问）
下表列出了 Resolver 接口硬件实现中使用的配置参数说明。这些是通用参数，可以根据应用的要求进行更改。
表 2-1。 配置参数
| 信号名称 | 描述 |
| g_NO_MCYCLE_PATH | 置位乘法产品就绪信号之前所需的时钟延迟数。 |
输入和输出信号（提问）
下表列出了 Resolver 接口的输入和输出端口。
表 2-2。旋转变压器接口的输入和输出
| 信号名称 | 方向 | 描述 | |
| 重置_i | 输入 | 低电平有效异步复位信号设计 | |
| 系统时钟_i | 输入 | 系统时钟 | |
| 清除缓冲区_i | 输入 | 当设置为 1 时，内部速度滤波器缓冲区被清除 当设置为 0 时，缓冲区正常运行 | |
| 校准角度_i | 输入 | 当该信号变高时，IP 进入校准状态。在此状态下计算旋转变压器零位和电机磁零位之间的角度偏移。 | |
| 方向配置_i | 输入 | 指定电机旋转方向 | |
| pp_ratio_i | 输入 | 电机极数与旋转变压器极数之比，以 2 的指数表示。Example 对于电机极 16、旋转变压器极 2、pp_ratio_i = 3；对于电机极 8、旋转变压器极 2，pp_ratio_i= 2；对于电机极 4、旋转变压器极 4、
pp_ratio_i = 0。 |
|
| 余弦 | 输入 | 余弦绕组输入（来自 ADC） | |
| 罪孽 | 输入 | 正弦绕组输入（来自 ADC） | |
| pll_pi_kp_i | 输入 | 用于PLL的PI控制器的比例增益 | |
| pll_pi_ki_i | 输入 | 用于 PLL 的 PI 控制器的积分增益 | |
| dc_filter_factor | 输入 | 用于消除正弦和余弦信号中的直流值的高通滤波器的滤波时间常数 | |
| ac_filter_factor | 输入 | 用于消除正弦和余弦信号的调制波频率分量的低通滤波器的滤波时间常数 | |
| θ因子_i | 输入 | Theta 因子常数，计算公式为 EQ1 | |
| hf_sig_period_i | 输入 | 高频方波时间周期值的一半，计算公式为
EQ2 |
|
| hf_信号_o | 输出 | 用于驱动旋转变压器初级绕组的方波信号 | |
| 西塔_o | 输出 | 旋转变压器角度输出；相当于电机电角 | |
| 速度_o | 输出 | 解析器IP速度输出 | |
时序图（提问）
本节讨论旋转变压器接口时序图。
下图为Resolver接口时序图。
图 3-1。旋转变压器接口时序图
测试平台（提问）
一个统一的测试平台用于验证和测试Resolver接口，称为用户测试平台。提供测试平台来检查解析器接口 IP 的功能。
模拟（提问）
以下步骤描述了如何使用测试台模拟内核：
- 打开 Libero SoC Catalog 选项卡，展开 Solutions-Motor Control，双击 Resolver Interface，然后单击 OK。与 IP 相关的文档列在文档下。
重要：如果 您看不到“目录”选项卡，请导航至 View > Windows 菜单并单击目录以使其可见。
图 4-1。 Libero SoC 目录中的解析器接口 IP 核
- 在 Stimulus Hierarchy 选项卡上，选择测试平台 (resolver_interface_tb.v)，右键单击，然后单击 Simulate Pre-Synth Design > Open Interactively。
重要的：如果您没有看到“刺激层次结构”选项卡，请导航至 View > Windows 菜单并单击 Stimulus Hierarchy 使其可见。
图 4-2。 模拟预综合设计
ModelSim 打开测试台 file，如下图所示。
图 4-3。 ModelSim 仿真窗口
重要：如果 由于 .do 中指定的运行时间限制，模拟被中断 file，使用run -all命令完成模拟。
修订历史（提问）
修订历史描述了文档中实施的更改。更改按修订列出，从最新发布开始。
表 5-1。 修订记录
| 修订 | 日期 | 描述 |
| A | 03/2023 | 该文档的修订版 A 中进行了以下更改： |
| 4.0 | — | 以下是本文档4.0修订版所做变更的摘要 |
| 3.0 | — | 以下是本文档3.0修订版所做变更的摘要
|
| 2.0 | 01/2017 | 以下是本文档修订版 2.0 中所做更改的摘要。
|
| 1.0 | 11/2016 | 1.0 版是本文档的首次发布。 |
Microchip FPGA 支持（提问）
Microchip FPGA 产品组为其产品提供各种支持服务，包括客户服务、客户技术支持中心、 web网站和全球销售办事处。 建议客户在联系支持之前访问 Microchip 在线资源，因为他们的查询很可能已经得到解答。
通过以下方式联系技术支持中心 web网站 www.microchip.com/support. 提及 FPGA 器件部件号，选择合适的案例类别，然后上传设计 files 同时创建技术支持案例。
联系客户服务以获得非技术产品支持，例如产品定价、产品升级、更新信息、订单状态和授权。
- 从北美拨打 800.262.1060
- 从世界其他地方拨打 650.318.4460
- 传真，来自世界各地，650.318.8044
微芯片信息（提问）
微芯片 Web网站（问一个问题）
Microchip 通过以下方式提供在线支持 web网址为 www.microchip.com/。 这 web网站用于制作 files 和信息易于客户获取。可用的内容包括：
- 产品支持 – 数据表和勘误表、应用说明和 samp文件程序、设计资源、用户指南和硬件支持文档、最新软件版本和存档软件
- 一般技术支持——常见问题 (FAQ)、技术支持请求、在线讨论组、Microchip 设计合作伙伴计划成员列表
- Microchip 业务 – 产品选择和订购指南、最新的 Microchip 新闻稿、研讨会和活动列表、Microchip 销售办事处、分销商和工厂代表列表
产品变更通知服务（提问）
Microchip 的产品变更通知服务有助于让客户了解 Microchip 产品的最新信息。 每当有与特定产品系列或感兴趣的开发工具相关的更改、更新、修订或勘误表时，订阅者都会收到电子邮件通知。
如需注册，请访问 www.microchip.com/pcn 并按照注册说明进行操作。
Microchip Devices 代码保护功能（提问）
请注意 Microchip 产品的代码保护功能的以下详细信息：
- Microchip 产品符合其特定 Microchip 数据手册中所包含的规格。
- Microchip 相信，其产品系列在按照预期方式、符合操作规范和在正常条件下使用时是安全的。
- Microchip 重视并积极保护其知识产权。 严禁尝试违反 Microchip 产品的代码保护功能，这可能违反《数字千年版权法》。
- Microchip 或任何其他半导体制造商都无法保证其代码的安全性。代码保护并不意味着我们保证产品“牢不可破”。代码保护在不断发展。Microchip 致力于不断改进我们产品的代码保护功能。
法律声明（提问）
本出版物及其中的信息仅可用于 Microchip 产品，包括设计、测试 Microchip 产品以及将其与您的应用集成。以任何其他方式使用此信息均违反了这些条款。有关设备应用程序的信息仅为了您的方便而提供，并且可能会被更新所取代。您有责任确保您的应用程序符合您的规格。请联系您当地的 Microchip 销售办事处获取更多支持，或者访问 www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services 获取更多支持。
本信息由 MICROCHIP “按原样”提供。MICROCHIP 不作任何明示或暗示、书面或口头、法定或其他形式的陈述或保证，包括但不限于任何不侵权、适销性和适用于特定用途的默示保证，或与其状况、质量或性能相关的保证。
在任何情况下，对于与该信息或其使用有关的任何间接、特殊、惩罚性、偶然或后果性损失、损害、成本或费用，无论其原因如何，即使 MICROCHIP 已被告知发生此类损失的可能性或此类损害是可预见的，MICROCHIP 均不承担任何责任。在法律允许的最大范围内，MICROCHIP 对以任何方式与该信息或其使用有关的所有索赔的总赔偿责任不得超过您为该信息直接向 MICROCHIP 支付的费用（如有）。
在生命支持和/或安全应用中使用 Microchip 设备的风险完全由买方承担，买方同意为 Microchip 辩护、赔偿并免除其因此类使用而导致的任何和所有损害、索赔、诉讼或费用。除非另有说明，否则不会以任何方式（隐含或以其他方式）转让任何 Microchip 知识产权许可。
商标（提出问题）
Microchip 名称和徽标、Microchip 徽标、Adaptec、AVR、AVR 徽标、AVR Freaks、BesTime、BitCloud、CryptoMemory、CryptoRF、dsPIC、flex PWR、HELDO、IGLOO、JukeBlox、KeeLoq、Kleer、LANCheck、LinkMD、maXStylus、maXTouch 、MediaLB、megaAVR、Microsemi、Microsemi 徽标、MOST、MOST 徽标、MPLAB、OptoLyzer、PIC、picoPower、PICSTART、PIC32 徽标、PolarFire、Prochip Designer、QTouch、SAM-BA、SenGenuity、SpyNIC、SST、SST 徽标、SuperFlash、 Symmetricom、SyncServer、Tachyon、TimeSource、tinyAVR、UNI/O、Vectron 和 XMEGA 是 Microchip Technology Incorporated 在美国和其他国家/地区的注册商标。
AgileSwitch、APT、ClockWorks、嵌入式控制解决方案公司、Ether Synch、Flashtec、Hyper Speed Control、Hyper Light Load、Libero、motorBench、mTouch、Powermite 3、Precision Edge、ProASIC、ProASIC Plus、ProASIC Plus 徽标、Quiet-Wire、 SmartFusion、SyncWorld、Temux、TimeCesium、TimeHub、TimePictra、TimeProvider、TrueTime 和 ZL 是 Microchip Technology Incorporated 在美国的注册商标
相邻按键抑制、AKS、数字时代的模拟、任何电容器、AnyIn、AnyOut、增强型开关、BlueSky、BodyCom、Clockstudio、CodeGuard、CryptoAuthentication、Crypto Automotive、Crypto Companion、Crypto Controller、dsPICDEM、dsPICDEM.net、动态平均匹配、DAM、ECAN、Espresso T1S、Ether GREEN、网格时间、理想桥、在线串行编程、ICSP、INICnet、智能并行、Intel 豪华轿车、芯片间连接、抖动阻止器、显示屏旋钮、 KoD，最大 加密，最大View、memBrain、Mindi、MiWi、MPASM、MPF、MPLAB 认证徽标、MPLIB、MPLINK、MultiTRAK、NetDetach、Omniscient 代码生成、PICDEM、PICDEM.net、PICkit、PICtail、PowerSmart、Pure Silicon、QMatrix、REAL ICE、Ripple Blocker、 RTAX、RTG4、SAM-
ICE、串行四 I/O、simpliMAP、SimpliPHY、智能缓冲器、Smart HLS、SMART-IS、storClad、SQI、SuperSwitcher、SuperSwitcher II、Switchtec、SynchroPHY、总耐久性、可信时间、TSARC、USBCheck、VariSense、VectorBlox、VeriPHY , ViewSpan、WiperLock、XpressConnect 和 ZENA 是 Microchip Technology Incorporated 在美国和其他国家/地区的商标。
SQTP 是美国 Microchip Technology Incorporated 的服务标志
Adaptec 徽标、Frequency on Demand、Silicon Storage Technology 和 Symmcom 是 Microchip Technology Inc. 在其他国家/地区的注册商标。
GestIC 是 Microchip Technology Inc. 的子公司 Microchip Technology Germany II GmbH & Co. KG 在其他国家的注册商标。
本文提及的所有其他商标均属于其各自公司的财产。
© 2023，Microchip Technology Incorporated 及其子公司。 版权所有。
ISBN: 978-1-6683-2177-5
质量管理体系（提问）
| 美洲 | 亚太 | 亚太 | 欧洲 |
| 公司办公室
西钱德勒大道 2355 号。 亚利桑那州钱德勒 85224-6199 电话: 480-792-7200 传真： 480-792-7277 技术支援： www.microchip.com/support Web 地址： www.microchip.com 亚特兰大 乔治亚州德卢斯 电话: 678-957-9614 传真： 678-957-1455 德克萨斯州奥斯汀 电话: 512-257-3370 波士顿 马萨诸塞州韦斯特伯勒电话： 774-760-0087 传真： 774-760-0088 芝加哥 伊利诺伊州伊塔斯卡 电话: 630-285-0071 传真： 630-285-0075 达拉斯 德克萨斯州艾迪生 电话: 972-818-7423 传真： 972-818-2924 底特律 密歇根州诺维 电话: 248-848-4000 德克萨斯州休斯顿 电话: 281-894-5983 印第安纳波利斯 印第安纳州诺布尔斯维尔电话： 317-773-8323 传真： 317-773-5453 电话: 317-536-2380 洛杉矶 加利福尼亚州米逊维耶霍电话： 949-462-9523 传真： 949-462-9608 电话: 951-273-7800 北卡罗来纳州罗利 电话: 919-844-7510 纽约州纽约市 电话: 631-435-6000 加利福尼亚州圣何塞 电话: 408-735-9110 电话: 408-436-4270 加拿大 – 多伦多 电话: 905-695-1980 传真： 905-695-2078 |
澳大利亚 – 悉尼
电话：61-2-9868-6733 中国 – 北京 电话：86-10-8569-7000 中国 – 成都 电话：86-28-8665-5511 中国 – 重庆 电话：86-23-8980-9588 中国 – 东莞 电话：86-769-8702-9880 中国 – 广州 电话：86-20-8755-8029 中国 – 杭州 电话：86-571-8792-8115 中国 - 香港特别行政区 电话：852-2943-5100 中国 – 南京 电话：86-25-8473-2460 中国 – 青岛 电话：86-532-8502-7355 中国 – 上海 电话：86-21-3326-8000 中国 – 沉阳 电话：86-24-2334-2829 中国 – 深圳 电话：86-755-8864-2200 中国 – 苏州 电话：86-186-6233-1526 中国 – 武汉 电话：86-27-5980-5300 中国 – 西安 电话：86-29-8833-7252 中国 – 厦门 电话：86-592-2388138 中国 – 珠海 电话：86-756-3210040 |
印度 – 班加罗尔
电话：91-80-3090-4444 印度 - 新德里 电话：91-11-4160-8631 印度 – 浦那 电话：91-20-4121-0141 日本 - 大阪 电话：81-6-6152-7160 日本 – 东京 电话：81-3-6880-3770 韩国——大邱 电话：82-53-744-4301 韩国 – 首尔 电话：82-2-554-7200 马来西亚 – 吉隆坡 电话：60-3-7651-7906 马来西亚 – 槟城 电话：60-4-227-8870 菲律宾 – 马尼拉 电话：63-2-634-9065 新加坡 电话：65-6334-8870 台湾 – 新竹 电话：886-3-577-8366 台湾 – 高雄 电话：886-7-213-7830 台湾 – 台北 电话：886-2-2508-8600 泰国 – 曼谷 电话：66-2-694-1351 越南——胡志明 电话：84-28-5448-2100 |
奥地利 - 韦尔斯
电话：43-7242-2244-39 传真：43-7242-2244-393 丹麦——哥本哈根 电话：45-4485-5910 传真：45-4485-2829 芬兰 – 埃斯波 电话：358-9-4520-820 法国——巴黎 Tel: 33-1-69-53-63-20 Fax: 33-1-69-30-90-79 德国——加兴 电话：49-8931-9700 德国 – 汉 电话：49-2129-3766400 德国——海尔布隆 电话：49-7131-72400 德国——卡尔斯鲁厄 电话：49-721-625370 德国——慕尼黑 Tel: 49-89-627-144-0 Fax: 49-89-627-144-44 德国——罗森海姆 电话：49-8031-354-560 以色列 – 拉阿纳纳 电话：972-9-744-7705 意大利——米兰 电话：39-0331-742611 传真：39-0331-466781 意大利——帕多瓦 电话：39-049-7625286 荷兰 – Drunen 电话：31-416-690399 传真：31-416-690340 挪威 – 特隆赫姆 电话：47-72884388 波兰 – 华沙 电话：48-22-3325737 罗马尼亚 - 布加勒斯特 Tel: 40-21-407-87-50 西班牙 – 马德里 Tel: 34-91-708-08-90 Fax: 34-91-708-08-91 瑞典——哥德堡 Tel: 46-31-704-60-40 瑞典——斯德哥尔摩 电话：46-8-5090-4654 英国 – 沃金厄姆 电话：44-118-921-5800 传真：44-118-921-5820 |
客户支持（提问）
Microchip 产品的用户可以通过多种渠道获得帮助：
经销商或代表
当地销售办事处
嵌入式解决方案工程师 (ESE)
技术支援
客户应联系其经销商、代表或 ESE 寻求支持。当地销售办事处也可以
帮助客户。本文档中包含销售办事处和地点的列表。
技术支持可通过 web地点 在： www.microchip.com/support
文件/资源
 |
MICROCHIP V43 旋转变压器接口 [pdf] 用户指南 V43 旋转变压器接口，V43，旋转变压器接口，接口 |