MICROCHIP V43 旋轉變壓器接口
簡介（提問）
旋轉變壓器是一種位置感知器或變換器，用於測量其所連接的旋轉軸的絕對角位置。
旋轉變壓器的工作原理與同步器的工作原理類似。旋轉變壓器通常類似於小型電機，具有轉子（連接到要測量位置的軸）和定子（固定部分），定子接收勵磁訊號並產生輸出訊號。旋轉變壓器通常由一個初級繞組（也稱為勵磁繞組）和兩個次級繞組（稱為餘弦和正弦繞組）組成。次級繞組的幾何佈置使得繞組訊號是轉子角的餘弦和正弦函數。
下圖顯示了旋轉變壓器產生的訊號。
圖 1. 旋轉變壓器中的訊號生成
摘要（提問）
| 核心版本 | 本文檔適用於解析器介面 v4.3。 |
| 支援的設備系列 |
|
| 支持的工具流程 | 需要 Libero® SoC v11.8 或更高版本。 |
| 授權 | 為核心提供完整的加密RTL程式碼，使核心能夠透過SmartDesign實例化。可使用 Libero 軟體執行模擬、綜合和佈局。解析器介面透過加密 RTL 進行許可，必須單獨購買。有關詳細信息，請參閱解析器介面。 |
特點（提問）
解析器介面具有以下主要功能：
- 提供高頻訊號用於激勵
- 解調正弦和餘弦繞組輸入
- 計算角度和速度
在 Libero® Design Suite 中實現 IP 核（提問）
IP 核必須安裝到 Libero SoC 軟體的 IP 目錄中。這是透過 Libero SoC 軟體中的 IP 目錄更新功能自動安裝的，也可以從目錄中手動下載 IP 核。
一旦 IP 核安裝在 Libero SoC 軟體 IP 目錄中，就可以在智慧設計工具中配置、產生和實例化該核，以便包含在 Libero 專案清單中。
設備利用率和性能（提問）
下表列出了用於解析器介面的設備利用率。
表 1. 旋轉變壓器介面使用率
| 設備詳細信息 | 資源 | 性能（兆赫） | RAM | 數學積木 | 全球芯片 | |||
| 家庭 | 裝置 | 查找表 | 直方圖 | 大容量靜態隨機存取存儲器 | μSRAM | |||
| PolarFire® SoC | MPFS250T | 1815 | 909 | 200 | 0 | 0 | 2 | 0 |
| 極地火 | 強積金300T | 1815 | 909 | 200 | 0 | 0 | 2 | 0 |
| 智能融合®2 | M2S150 | 1832 | 914 | 175 | 0 | 0 | 2 | 0 |
重要的：
- 此表中的數據是使用典型的綜合和佈局設定捕獲的。 CDR 參考時脈來源設定為“專用”，其他配置器值保持不變。
- 在運行時序分析以實現性能數字時，時鐘被限制為 200 MHz。
功能描述（提問）
下圖為Resolver介面框圖。
圖 1-1。旋轉變壓器介面的系統級框圖
旋轉變壓器介面 IP 產生方波，饋送到旋轉變壓器的初級繞組。方波的頻率可以透過 hf_sig_period_i 輸入進行設定。來自次級繞組的 cos_i 和 sin_i 訊號經過解調和濾波，得到有效的餘弦和正弦訊號。鎖相環 (PLL) 用於從餘弦和正弦訊號中提取角度和速度。
PLL 使用 PI 控制器，可以調整其增益 pll_pi_kp_i 和 pll_pi_ki_i 以獲得所需的回應時間。較高的增益值會導致對角度和速度變化的快速響應，但也會在角度和速度輸出中引入雜訊。
在馬達控制應用中，旋轉變壓器零位置必須與馬達磁零位置對齊。為了實現這一點，使用了 calib_angle_i 訊號。在校準過程中，訊號變高，馬達被迫將其轉子對齊到磁零位置。在此期間角度輸出重設為零，並作為測量絕對角度的參考。馬達和旋轉變壓器可以具有多個極對，其中馬達控制演算法需要多個 θ 轉換 (3600) 來實現轉子的一次機械旋轉。此功能可以透過 pp_ratio_i 連接埠進行配置，如表 2-2 所示。
theta_factor 常數使用下列公式計算。計算出的速度可以使用 theta_factor_i 以單位縮放。
EQ1
hf_sig_period 輸入決定注入旋轉變壓器初級的方波頻率，使用下列公式計算。
EQ2
在哪裡，
hf_freq = 注入旋轉變壓器初級的方波頻率 fsys_clk = sys_clk_i 輸入處提供的系統時脈頻率
旋轉變壓器介面參數和介面訊號（提問）
本節討論解析器介面 GUI 配置器和 I/O 訊號中的參數。
GUI參數的配置（提問）
下表列出了 Resolver 介面硬體實作中使用的設定參數說明。這些是通用參數，可以根據應用的要求進行更改。
表 2-1。 配置參數
| 訊號名稱 | 描述 |
| g_NO_MCYCLE_PATH | 置位乘法產品就緒訊號之前所需的時脈延遲數。 |
輸入和輸出信號（提問）
下表列出了 Resolver 介面的輸入和輸出埠。
表 2-2。旋轉變壓器介面的輸入和輸出
| 訊號名稱 | 方向 | 描述 | |
| 重置_i | 輸入 | 低電平有效異步復位信號設計 | |
| 系統時鐘_i | 輸入 | 系統時鐘 | |
| 清除緩衝區_i | 輸入 | 當設定為 1 時，內部速度濾波器緩衝區被清除 當設定為 0 時，緩衝區正常運作 | |
| 校準角度_i | 輸入 | 當此訊號變高時，IP 進入校準狀態。在此狀態下計算旋轉變壓器零位元和馬達磁零位元之間的角度偏移。 | |
| 方向配置_i | 輸入 | 指定馬達旋轉方向 | |
| pp_ratio_i | 輸入 | 馬達極數與旋轉變壓器極數之比，以 2 的指數表示。Example 對於電機極 16、旋轉變壓器極 2、pp_ratio_i = 3；對於馬達極 8、旋轉變壓器極 2，pp_ratio_i= 2；對於馬達極 4、旋轉變壓器極 4、
pp_ratio_i = 0。 |
|
| 餘弦 | 輸入 | 餘弦繞組輸入（來自 ADC） | |
| 罪孽 | 輸入 | 正弦繞組輸入（來自 ADC） | |
| pll_pi_kp_i | 輸入 | 用於PLL的PI控制器的比例增益 | |
| pll_pi_ki_i | 輸入 | 用於 PLL 的 PI 控制器的積分增益 | |
| dc_filter_factor | 輸入 | 用於消除正弦和餘弦訊號中的直流值的高通濾波器的濾波時間常數 | |
| ac_filter_factor | 輸入 | 用於消除正弦和餘弦訊號的調製波頻率分量的低通濾波器的濾波時間常數 | |
| θ因子_i | 輸入 | Theta 因子常數，計算公式為 EQ1 | |
| hf_sig_period_i | 輸入 | 高頻方波時間週期值的一半，計算公式為
EQ2 |
|
| hf_訊號_o | 輸出 | 用於驅動旋轉變壓器初級繞組的方波訊號 | |
| 西塔_o | 輸出 | 旋轉變壓器角度輸出；相當於馬達電角 | |
| 速度_o | 輸出 | 解析器IP速度輸出 | |
時序圖（提問）
本節討論旋轉變壓器介面時序圖。
下圖為Resolver介面時序圖。
圖 3-1。旋轉變壓器介面時序圖
測試平台（提問）
一個統一的測試平台用於驗證和測試Resolver接口，稱為用戶測試平台。提供測試平台來檢查解析器介面 IP 的功能。
模擬（提問）
以下步驟描述瞭如何使用測試台模擬內核：
- 開啟 Libero SoC Catalog 選項卡，展開 Solutions-Motor Control，雙擊 Resolver Interface，然後按 OK。與 IP 相關的文檔列在文檔下。
重要：如果 您看不到“目錄”選項卡，請導航至 View > Windows 菜單並單擊目錄以使其可見。
圖 4-1。 Libero SoC 目錄中的解析器介面 IP 核
- 在 Stimulus Hierarchy 標籤上，選擇測試平台 (resolver_interface_tb.v)，右鍵單擊，然後按一下 Simulate Pre-Synth Design > Open Interactively。
重要的：如果您沒有看到「刺激層次結構」標籤，請導覽至 View > Windows 菜單並單擊 Stimulus Hierarchy 使其可見。
圖 4-2。 模擬預綜合設計
ModelSim 打開測試台 file，如下圖所示。
圖 4-3。 ModelSim 仿真窗口
重要：如果 由於 .do 中指定的運行時間限制，模擬被中斷 file，使用run -all命令完成模擬。
修訂歷史（提問）
修訂歷史記錄描述了文件中實施的變更。變更按修訂版列出，從最新出版物開始。
表 5-1。 修訂記錄
| 修訂 | 日期 | 描述 |
| A | 03/2023 | 在該文件的修訂版 A 中進行了以下更改： |
| 4.0 | — | 以下是本文檔4.0修訂版所做變更的摘要 |
| 3.0 | — | 以下是本文檔3.0修訂版所做變更的摘要
|
| 2.0 | 01/2017 | 以下是本文檔修訂版 2.0 中所做更改的摘要。
|
| 1.0 | 11/2016 | 1.0 版是本文檔的首次發布。 |
Microchip FPGA 支持（提問）
Microchip FPGA 產品組為其產品提供各種支持服務，包括客戶服務、客戶技術支持中心、 web網站和全球銷售辦事處。 建議客戶在聯繫支持之前訪問 Microchip 在線資源，因為他們的查詢很可能已經得到解答。
通過以下方式聯繫技術支持中心 web站點位於 www.microchip.com/support. 提及 FPGA 器件部件號，選擇合適的案例類別，然後上傳設計 files 同時創建技術支持案例。
聯繫客戶服務以獲得非技術產品支持，例如產品定價、產品升級、更新信息、訂單狀態和授權。
- 來自北美，請致電 800.262.1060
- 來自世界其他地方，請致電 650.318.4460
- 傳真，來自世界任何地方，650.318.8044
微芯片信息（提問）
微芯片 Web網站（問一個問題）
Microchip 透過我們的網站提供線上支持 web網址為 www.microchip.com/。 這個 web網站用於製作 file客戶可以輕鬆獲取資訊和資訊。一些可用的內容包括：
- 產品支持 – 數據表和勘誤表、應用說明和 samp文件程式、設計資源、使用者指南和硬體支援文件、最新軟體版本和存檔軟體
- 一般技術支持——常見問題 (FAQ)、技術支持請求、在線討論組、Microchip 設計合作夥伴計劃成員列表
- Microchip 業務 – 產品選擇和訂購指南、最新的 Microchip 新聞稿、研討會和活動列表、Microchip 銷售辦事處、分銷商和工廠代表列表
產品變更通知服務（提問）
Microchip 的產品變更通知服務有助於讓客戶了解 Microchip 產品的最新信息。 每當有與特定產品系列或感興趣的開發工具相關的更改、更新、修訂或勘誤表時，訂閱者都會收到電子郵件通知。
要註冊，請訪問 www.microchip.com/pcn 並依照註冊說明進行操作。
Microchip Devices 代碼保護功能（提問）
請注意 Microchip 產品上代碼保護功能的以下詳細資訊：
- Microchip 產品符合其特定 Microchip 資料表中所包含的規格。
- Microchip 相信，其產品系列在按預期方式、符合操作規範和正常條件下使用時是安全的。
- Microchip 重視並積極保護其知識產權。 嚴禁嘗試違反 Microchip 產品的代碼保護功能，這可能違反《數字千年版權法》。
- Microchip 或任何其他半導體製造商都無法保證其程式碼的安全性。代碼保護並不意味著我們保證產品「牢不可破」。代碼保護不斷發展。 Microchip 致力於不斷改進我們產品的程式碼保護功能。
法律聲明（提問）
本出版物和此處的信息只能用於 Microchip 產品，包括設計、測試 Microchip 產品並將其與您的應用程序集成。 以任何其他方式使用此信息均違反這些條款。 有關設備應用程序的信息僅為方便您而提供，可能會被更新所取代。 您有責任確保您的應用程序符合您的規範。 如需更多支持，請聯繫您當地的 Microchip 銷售辦事處，或訪問 www.microchip.com/en-us/support/design-help/client-support-services 獲取更多支持。
此資訊由 MICROCHIP 「按原樣」提供。 MICROCHIP 不就這些資訊做出任何明示或暗示、書面或口頭、法定或其他形式的陳述或保證，包括但不限於不侵權、適銷性和特定用途適用性的任何暗示保證，或保證與其狀況、質量或性能有關。
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在生命維持和/或安全應用中使用 Microchip 設備的風險完全由買方承擔，買方同意為 Microchip 辯護、賠償並使 Microchip 免受因此類使用而造成的任何及所有損害、索賠、訴訟或費用。除非另有說明，否則任何 Microchip 智慧財產權均不會以暗示或其他方式授予任何授權。
商標（提出問題）
Microchip 名稱和標誌、Microchip 標誌、Adaptec、AVR、AVR 標誌、AVR Freaks、BesTime、BitCloud、CryptoMemory、CryptoRF、dsPIC、flex PWR、HELDO、IGLOO、JukeBlox、KeeLoq、Kleer、LANCheck、LinkMD、XTmaXS、luso 、megaAVR、Microsemi、Microsemi 標誌、MOST、MOST 標誌、MPLAB、OptoLyzer、PIC、picoPower、PICSTART、PIC32 標誌、PolarFire、Prochip Designer、QTouch、SAM-BA、SenGenuity、SpyNIC、SST、SST 、Super SyncServer、Tachyon、TimeSource、tinyAVR、UNI/O、Vectron 和XMEGA 是Microchip Technology Incorporated 在美國和其他國家的註冊商標。
AgileSwitch、APT、ClockWorks、嵌入式控制解決方案公司、Ether Synch、Flashtec、Hyper Speed Control、Hyper Light Load、Libero、motorBench、mTouch、Powermite 3、Precision Edge、ProASIC、ProASIC Plus、ProASIC Plus 標誌、Quiet-標誌、 SmartFusion、SyncWorld、Temux、TimeCesium、TimeHub、TimePictra、TimeProvider、TrueTime 和 ZL 是 Microchip Technology Incorporated 在美國的註冊商標
相鄰按鍵抑制、AKS、數位時代的類比、任何電容器、AnyIn、AnyOut、增強型開關、BlueSky、BodyCom、Clockstudio、CodeGuard、CryptoAuthentication、Crypto Automotive、Crypto Companion、Crypto Controller、dsPICDEM、Crypto Automotive、Crypto Companion、Crypto Controller、dsPICDEM、AEMDEM.net、動態平均匹配、DAM、ECAN、Espresso T1S、Ether GREEN、網格時間、理想橋接器、線上序列編程、ICSP、INICnet、智慧並行、Intel 豪華轎車、晶片間連接、抖動阻止器、顯示器旋鈕、 KoD，最大加密，最大View、memBrain、Mindi、MiWi、MPASM、MPF、MPLAB 認證標誌、MPLIB、MPLINK、MultiTRAK、NetDetach、Omniscient 程式碼產生、PICDEM、PICDEM.net、PICkit、PICtail、PowerSmart、Pure Silicon、QMatrix、REAL ICE、Ripple Blocker RTAX、RTG4、SAM-
ICE、串行四I/O、simpliMAP、SimpliPHY、智慧緩衝器、Smart HLS、SMART-IS、storClad、SQI、SuperSwitcher、SuperSwitcher II、Switchtec、SynchroPHY、總耐久性、可信任時間、TSARC、USBCheck、VariSense 、VectorBlox、VeriPHY , ViewSpan、WiperLock、XpressConnect 和 ZENA 是 Microchip Technology Incorporated 在美國和其他國家的商標。
SQTP 是美國 Microchip Technology Incorporated 的服務商標
Adaptec 徽標、Frequency on Demand、Silicon Storage Technology 和 Symmcom 是 Microchip Technology Inc. 在其他國家/地區的註冊商標。
GestIC 是 Microchip Technology Inc. 的子公司 Microchip Technology German II GmbH & Co. KG 在其他國家的註冊商標。
本文提及的所有其他商標均為其各自公司的財產。
© 2023，Microchip Technology Incorporated 及其子公司。 版權所有。
ISBN: 978-1-6683-2177-5
質量管理體系（提問）
| 美洲 | 亞太 | 亞太 | 歐洲 |
| 公司辦公室
西錢德勒大道 2355 號。 亞利桑那州錢德勒 85224-6199 電話： 480-792-7200 傳真： 480-792-7277 技術支援： www.microchip.com/support Web 地址： www.microchip.com 亞特蘭大 喬治亞州德盧斯 電話： 678-957-9614 傳真： 678-957-1455 德州奧斯汀 電話： 512-257-3370 波士頓 馬薩諸塞州韋斯特伯勒電話： 774-760-0087 傳真： 774-760-0088 芝加哥 伊利諾伊州艾塔斯卡 電話： 630-285-0071 傳真： 630-285-0075 達拉斯 德克薩斯州艾迪生 電話： 972-818-7423 傳真： 972-818-2924 底特律 密西根州諾維 電話： 248-848-4000 德州休士頓 電話： 281-894-5983 印第安納波利斯 印第安納州諾布爾斯維爾電話： 317-773-8323 傳真： 317-773-5453 電話： 317-536-2380 洛杉磯 加州米遜維耶霍電話： 949-462-9523 傳真： 949-462-9608 電話： 951-273-7800 北卡羅來納州羅利 電話： 919-844-7510 紐約州紐約市 電話： 631-435-6000 加州聖荷西 電話： 408-735-9110 電話： 408-436-4270 加拿大 – 多倫多 電話： 905-695-1980 傳真： 905-695-2078 |
澳洲 – 雪梨
電話：61-2-9868-6733 中國 – 北京 電話：86-10-8569-7000 中國 – 成都 電話：86-28-8665-5511 中國 – 重慶 電話：86-23-8980-9588 中國 – 東莞 電話：86-769-8702-9880 中國 – 廣州 電話：86-20-8755-8029 中國 – 杭州 電話：86-571-8792-8115 中國 - 香港特別行政區 電話：852-2943-5100 中國 – 南京 電話：86-25-8473-2460 中國 – 青島 電話：86-532-8502-7355 中國 – 上海 電話：86-21-3326-8000 中國 – 沉陽 電話：86-24-2334-2829 中國 – 深圳 電話：86-755-8864-2200 中國 – 蘇州 電話：86-186-6233-1526 中國 – 武漢 電話：86-27-5980-5300 中國 – 西安 電話：86-29-8833-7252 中國 – 廈門 電話：86-592-2388138 中國 – 珠海 電話：86-756-3210040 |
印度 – 班加羅爾
電話：91-80-3090-4444 印度 - 新德里 電話：91-11-4160-8631 印度 – 浦那 電話：91-20-4121-0141 日本 - 大阪 電話：81-6-6152-7160 日本 – 東京 電話：81-3-6880-3770 韓國——大邱 電話：82-53-744-4301 韓國 – 首爾 電話：82-2-554-7200 馬來西亞–吉隆坡 電話：60-3-7651-7906 馬來西亞 – 檳城 電話：60-4-227-8870 菲律賓 – 馬尼拉 電話：63-2-634-9065 新加坡 電話：65-6334-8870 台灣 – 新竹 電話：886-3-577-8366 台灣 – 高雄 電話：886-7-213-7830 台灣 – 台北 電話：886-2-2508-8600 泰國 – 曼谷 電話：66-2-694-1351 越南——胡志明 電話：84-28-5448-2100 |
奧地利 - 韋爾斯
電話：43-7242-2244-39 傳真：43-7242-2244-393 丹麥 – 哥本哈根 電話：45-4485-5910 傳真：45-4485-2829 芬蘭 – 埃斯波 電話：358-9-4520-820 法國 – 巴黎 Tel: 33-1-69-53-63-20 Fax: 33-1-69-30-90-79 德國 – 加興 電話：49-8931-9700 德國 – 漢 電話：49-2129-3766400 德國 – 海爾布隆 電話：49-7131-72400 德國——卡爾斯魯厄 電話：49-721-625370 德國 – 慕尼黑 Tel: 49-89-627-144-0 Fax: 49-89-627-144-44 德國——羅森海姆 電話：49-8031-354-560 以色列——拉阿納納 電話：972-9-744-7705 意大利——米蘭 電話：39-0331-742611 傳真：39-0331-466781 意大利——帕多瓦 電話：39-049-7625286 荷蘭 – Drunen 電話：31-416-690399 傳真：31-416-690340 挪威 – 特隆赫姆 電話：47-72884388 波蘭 – 華沙 電話：48-22-3325737 羅馬尼亞 – 布加勒斯特 Tel: 40-21-407-87-50 西班牙 – 馬德里 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 – 斯德哥爾摩 電話：46-8-5090-4654 英國 – 沃金厄姆 電話：44-118-921-5800 傳真：44-118-921-5820 |
客戶支持（提問）
Microchip 產品的使用者可以透過多種管道獲得協助：
經銷商或代表
當地銷售辦事處
嵌入式解決方案工程師 (ESE)
技術支援
客戶應聯絡其經銷商、代表或 ESE 尋求支援。當地銷售辦事處也可以
幫助客戶。本文檔中包含銷售辦事處和地點的清單。
技術支援可透過 web地點 在： www.microchip.com/support
文件/資源
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MICROCHIP V43 旋轉變壓器接口 [pdf] 使用者指南 V43 旋轉變壓器接口，V43，旋轉變壓器接口，接口 |