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Un matériel dédié à la commande moteur, une sécurité intégrée, des fonctions de sécurité fonctionnelle et une large plage de tension de fonctionnement contribuent à simplifier le développement d’appareils électroménagers et d’équipements industriels

Toshiba Electronics Europe GmbH (« Toshiba ») a annoncé aujourd’hui le lancement de la production en série de la famille TXZ+™ M4L, une nouvelle série de microcontrôleurs basés sur l’architecture Arm® Cortex®-M4 et dotés d’une unité de calcul en virgule flottante (FPU) cadencée jusqu’à 80 MHz. Ces dispositifs sont disponibles avec une mémoire flash de 128 Ko ou 256 Ko, dans quatre formats de boîtier compacts.

Conçu pour répondre aux exigences de traitement en temps réel des applications de commande de moteurs individuels, le groupe M4L intègre sur une seule puce des composants dédiés à la commande moteur, des fonctions de sécurité, des mesures de sécurité fonctionnelle et la prise en charge des mises à jour du firmware. Cette intégration permet de réduire le nombre de composants externes, d’optimiser la surface du circuit imprimé et de simplifier la conception du système pour une large gamme d’applications, notamment les équipements industriels, les systèmes d’automatisation industrielle, les équipements de bureau, les appareils électroménagers et les produits grand public.

Le groupe M4L intègre les dernières versions des composants matériels dédiés au contrôle des moteurs de Toshiba, notamment l’Advanced Vector Engine (A-VE2), l’Advanced Programmable Motor Driver (A-PMD2) et l’Advanced Encoder (A-ENC2). En déchargeant le processeur central (CPU) des tâches de commande moteur très gourmandes en calcul, ces accélérateurs matériels permettent une commande vectorielle orientée champ (field-oriented control, FoC) temps réel efficace, réduisent l’utilisation du processeur et libèrent des ressources de traitement supplémentaires pour les logiciels d’application.

Ces microcontrôleurs intègrent également des fonctions de sécurité, des mesures de sécurité fonctionnelle et des capacités de mise à jour du firmware par liaison radio (firmware-over-the-air, FOTA) à distance. Les fonctions de sécurité comprennent la protection de la puce (Chip Protection, CPRO), la mémoire à accès sécurisé (Secure Access Memory, SAM) et la protection de la mémoire flash non réinscriptible (Non-Rewritable Flash Protection, NRFP). Ces fonctionnalités contribuent à protéger contre les accès non autorisés, à appliquer le contrôle d’accès à la mémoire et à sécuriser les zones critiques de code et de données. Ensemble, ils constituent une base matérielle permettant de sécuriser les logiciels embarqués et la mise en œuvre d’une racine de confiance (Root of Trust, RoT). La sécurité fonctionnelle inclut des mécanismes de diagnostic pour la mémoire flash, la RAM, les convertisseurs analogique-numérique (CAN) et les systèmes d’horloge, facilitant le développement d’applications critiques pour la sécurité. Toshiba fournit également un logiciel certifié UL 60730 classe B destiné à faciliter le développement d’applications destinées aux appareils électroménagers.

Les appareils dotés de 256 Ko de mémoire flash de code intègrent une architecture à double banque, ce qui permet de reprogrammer une banque flash pendant que le logiciel continue de s’exécuter sur l’autre. Ceci permet les mises à jour du firmware sans interruption de fonctionnement du système et prend en charge la mise en œuvre de la technologie FOTA. Les appareils dotés de 128 Ko de mémoire flash de code intègrent 64 Ko de mémoire flash de données pour le stockage des informations de configuration et des données d’application, telles que les journaux d’exploitation.

Le groupe M4L fonctionne avec une tension d’alimentation unique de 2,7 V à 5,5 V, assurant ainsi la compatibilité avec les systèmes 3 V et 5 V. Les boîtiers LQFP et VQFN, disponibles en versions 44 à 64 broches, offrent une grande flexibilité d’utilisation pour des applications aux dimensions et aux exigences d’E/S variées. Ces dispositifs intègrent également un oscillateur haute vitesse de 10 MHz avec une précision de ±1 %, ainsi qu’un comparateur de détection de surintensité pouvant servir à l’arrêt d’urgence du moteur. Cette conception permet de réduire le coût du système et la complexité du circuit imprimé en diminuant le nombre de composants externes. Un mode basse consommation est particulièrement adapté aux applications alimentées par batterie.

Le groupe M4L intègre une gamme d’interfaces de communication, notamment UART, SPI et I²C, ainsi qu’une interface de mémoire série (Serial Memory Interface, SMIF) pour l’extension de mémoire. Parmi les autres périphériques figurent des convertisseurs analogique-numérique 12 bits, des convertisseurs numérique-analogique (CNA) 8 bits, des comparateurs, des contrôleurs DMA, des circuits de calcul CRC et des fonctions de temporisation permettent une connexion directe aux capteurs, actionneurs, mémoires externes et autres composants du système, sans nécessiter d’interfaces supplémentaires.

Pour faciliter l’évaluation et le développement de produits, Toshiba fournit la documentation, des exemples de logiciels et des pilotes de périphériques, ainsi que des cartes d’évaluation et des environnements de développement de partenaires de l’écosystème Arm®. Développée en collaboration avec MIKROE, la carte d’évaluation Clicker 2 pour TMPM4L4A offre une plateforme économique et conviviale pour explorer les applications de commande de moteurs BLDC. La carte est prise en charge par le logiciel MCU Motor Studio de Toshiba, disponible sur le site web de Toshiba.

La documentation, des exemples de logiciels avec des cas d’utilisation concrets et les pilotes qui contrôlent les interfaces de chaque périphérique peuvent être téléchargés sur le site web de Toshiba : https://toshiba.semicon-storage.com...

Les cartes d’évaluation et les environnements de développement sont fournis en collaboration avec MIKROE et les partenaires de l’écosystème Arm®. Pour plus d’informations sur la carte Clicker 2 pour TMPM4L4A, veuillez consulter le site web de MIKROE : https://www.mikroe.com/clicker-2-fo...

Vous trouverez ici une présentation complète des dispositifs de la famille d’entrée de gamme TXZ+™ : https://toshiba.semicon-storage.com...

Toshiba continuera d’enrichir sa gamme de microcontrôleurs pour la commande de moteurs et les ressources de développement associées.