Płytka ewaluacyjna STMicroelectronics Zasilanie cyfrowe Płytka ewaluacyjna STM32H723VGT6

The STMicroelectronics STEVAL-SILPC01 to rozwiązanie PLC o architekturze 1oo2, z dwukanałowym wejściem cyfrowym CLT03-2Q3 oraz jednokanałowym wyjściem cyfrowym IPS160HF.

Sprzęt został zaprojektowany tak, aby spełniał poziom SIL. Został oficjalnie oceniony przez firmę TÜV Italia (TÜV SUD Group) zgodnie z wymogami SIL 2 / PL d: losowa częstotliwość awarii, systematyczne funkcjonowanie (dla sprzętu), ograniczenia architektoniczne zgodne z normami IEC 61508, EN 62061, EN ISO 13849-1 i EN ISO 13849-2.

System zbudowany jest wokół mikrokontroleru STM32H723VG. Potrafi zarządzać jednocześnie łącznością, uruchomieniem obciążenia i diagnostyką systemu w celu zarządzania energią, cyfrowymi wejściami/wyjściami IC oraz monitorowaniem temperatury.

Rozwiązanie łączy przetwornice DC-DC w konfiguracji buck zasilane przez modele L7987L i L7983. Przetwornice przełączane zostały zaprojektowane tak, aby zapewniały napięcie 3,5 V po stronie użytkownika i 6 V po stronie izolowanej. Dzięki dedykowanym obwodom postregulacji, poziomy napięcia są stopniowo obniżane do 3,3 V dla MCU, czujnika łączności i temperatury (dostępny po stronie izolowanej) i 5 V dla izolatora sygnału delta (dostępny również po stronie izolowanej).

Wejście CLT03-2Q3 może wykrywać stałe napięcie DC za pomocą czujnika 0-36 V lub 4-20 mA, natomiast dwa układy IPS160HF umożliwiają napęd obciążenia przy prądzie 2,5 A na każdym wyjściu.

Na płycie znajduje się kilka obwodów diagnostycznych i ochronnych, które zapewniają prawidłową funkcjonalność systemu i spełniają wymagania IEC61508-2.

Sprzęt jest obsługiwany przez pakiet firmware STSW-SILPLC, oparty na architekturze STM32Cube. Składa się z warstwy aplikacyjnej, warstwy sterowników z biblioteką BSP/CMSIS i HAL oraz warstwy oprogramowania pośredniego.

Rozwiązanie firmware obejmuje stos protokołu EtherCAT V5.0.8 i X-CUBE-STL-H7 v1.2.0 certyfikowany przez firmę TÜV Rheinland. Biblioteka stosu zapewnia dedykowane interfejsy API do obsługi wymiany pakietów danych między mistrzem a niewolnikiem. Dane składają się z zestawu poleceń służących do kierowania ładunkiem za pośrednictwem pokładowego IPS oraz do zarządzania diagnostyką systemu za pomocą dedykowanych sygnałów. Te typy danych są wymieniane przy użyciu kanału danych procesowych stosu protokołów.

Można wdrożyć konfigurację daisy-chain, aby połączyć więcej niż jeden węzeł czujnika z tą samą siecią. W tym przypadku master generuje wspólną ramkę z danymi adresowanymi do wszystkich slawów EtherCAT (ECS). Każdy węzeł identyfikuje własną ramkę, weryfikując tylko adres MAC podany w ramce.

Dedykowana dokumentacja związana z oceną sprzętu TÜV, taka jak TN1395 Analysis of hardware systemic failures and techniques for in-chip redundancy, FMEDA, Evaluation on hardware Report TI 722260614 Rev. 0 oraz pakiet przemysłowy, a także instrukcja obsługi, są dostępne na żądanie, po podpisaniu specjalnego porozumienia NDA.

Zbudowane wokół następujących układów scalonych przeznaczonych na rynek przemysłowy:

STM32H723VG: 32-bitowy rdzeń RISC Arm® Cortex®-M7 pracujący z częstotliwością do 550 MHz
CLT03-2Q3: cyfrowy ogranicznik prądu wejściowego z własnym zasilaniem
IPS160HF: jednokanałowy przełącznik strony wysokiej
L7987L: asynchroniczny regulator obniżający 61 V 2 A
ISOSD61: 16-bitowy izolowany modulator sigma-delta, pojedyncze końcówki i interfejsy LVDS

Główne napięcie zasilania: 24÷36 V (maks. 60 V)

Obwód zarządzania zasilaniem do generowania napięcia odniesienia w obwodach cyfrowych

Zaprojektowany zgodnie z normą IEC61508 SIL 2

Sprzęt oceniany przez TÜV Italia (TÜV SUD Group)

Demagnetyzacja obciążenia indukcyjnego i diagnostyka bezpośredniego wyjścia dostępne na płytce

Biblioteka samodzielnego testowania X-CUBE-STL certyfikowana przez TÜV Rheinland

Komunikacja w czasie rzeczywistym z EtherCAT

RS485 PHY

Sześciowarstwowe stosy zwiększające odporność na rzeczywistekomunikacji czasowej

RoHS