电源架构微控制器PXS20的主要性能特性及应用方案

飞思卡尔公司的PXS20是32位双核双发射器的电源架构微控制器，满足安全标准IEC61511和IEC61508（SIL3），能降低设计复杂性和减少所用的元件。PXS20采用高性能的e200z4d双核，核频率高达120MHz，双发射级流水线核，可变长度编码（VLE），集成了存储管理单元（MMU）和信号处理引擎，带误差检测代码的4KB指令缓存，主要用于消费类电子，工业控制，太阳能逆变器，机器人，航空航天和马达控制等。此处介绍了PXS20系列主要特性，方框图以及TWR-PXS2010模块主要特性和电路图。

PXS20系列32位PowerArchitecture®微控制器专门用于满足安全标准IEC61511和IEC61508（SIL3）的要求。它通过将关键功能安全特性放在具有双核，双问题架构的单个芯片上来降低设计复杂性和组件数量，该架构可以在锁步模式（冗余处理和计算）与解耦并行模式（独立的内核操作）之间静态切换）。PXS20微控制器是SafeAssure解决方案。

PXS20系列微控制器是基于Power Architecture技术构建的片上系统设备，并包含一些增强功能，可改善架构在嵌入式应用中的适应性，并包括对数字信号处理（DSP）的附加指令支持。），并集成诸如增强的时间处理器单元，增强的排队模数转换器，控制器局域网和增强的模块化输入输出系统等技术。

PXS20系列32位微控制器是集成安全控制器中的最新成果。PXS20系列的高级且经济高效的主处理器内核符合Power Architecture嵌入式类别。它以高达120 MHz的速度运行，并提供针对低功耗进行了优化的高性能处理。它利用了当前Power Architecture设备的可用开发基础架构，并得到软件驱动程序，操作系统和配置代码的支持，以协助用户实施。

PXS20系列主要特性：

•高性能e200z4d双核32位PowerArchitecture®技术CPU核心频率高达120 MHz

–双发行五级流水线内核

–可变长度编码（VLE）

–内存管理单元（MMU）

– 4 KB指令缓存，具有错误检测代码

–信号处理引擎（SPE）

•可用内存

–带有ECC的1 MB闪存

–带有ECC的128 KB片上SRAM

–用于EEPROM仿真的内置RWW功能

•SIL3 / ASILD创新的安全概念：LockStep模式和Fail

-安全保护–关键组件（例如CPU内核，eDMA，交叉开关）的复制范围（SoR）

–故障收集和控制单元（FCCU）

–连接到FCCU的SoR的输出上的冗余控制和检查器单元（RCCU）

–硬件触发的

启动时内置内存自测（MBIST）和逻辑（LBIST）–启动时内置自测用于软件触发的ADC和闪存

–复制安全性增强的看门狗

–复制结温传感器

–不可屏蔽中断（NMI）

– 16区存储器保护单元（MPU）

–时钟监视单元（CMU）

–电源管理单元（PMU）

–循环冗余校验（CRC）单元

•解耦并行模式，可高效使用复制核

•Nexus Class 3+接口

•中断

–复制的16优先级控制器

–复制的16通道eDMA控制器

•可以分别编程为输入，输出或特殊功能的GPIO

•三个6通道通用eTimer单元

•2个Flex PWM单元

–每个模块4个16位通道

•通信接口

– 2个LINFlexD通道

– 3具有自动芯片选择生成功能的DSPI通道

–具有32个消息对象的2个FlexCAN接口（2.0B有效）

–具有2个通道，64个消息缓冲区和高达10 Mbit / s的数据速率的FlexRay模块（V2.1版本A）

•两个12位模数转换器（ADC）

– 16个输入通道

–可编程交叉触发单元（CTU），用于将ADC的转换与定时器和PWM同步

•正弦波发生器（带低通滤波器的D / A）

•片上CAN / UART自举程序

•3.0 V至3.6 V单电源

•环境温度范围–40℃至125℃

•结温范围–40℃至150 ℃

PXS20系列目标应用：

家用

锅炉加热控制

工业

可编程逻辑控制（PLC）

输入输出控制（I / O控制）

离网太阳能逆变器

商用太阳能逆变器

住宅太阳能逆变器

无人驾驶汽车（地面，空气，水）

运动控制

过程控制

机器人机械手

机器人手臂

医疗/保健

麻醉

机监护仪通气机和呼吸

机电机控制

步进电机

图1.PXS20系列方框图

TWR-PXS2010：PXS20安全功能MCU模块

的TWR-PXS2010模块是飞思卡尔Tower系统组合，模块化开发平台，允许快速原型和工具再通过使用可重构硬件的一部分。立即建造塔式系统，将您的设计提升到这个工业动力设备的下一个层次。

TWR-PXS2010通过将关键功能安全特性放在具有双核，双问题架构的单个芯片上来降低设计复杂性和组件数量，该架构可以在锁步模式（冗余处理和计算）和解耦并行模式（独立）之间静态切换。核心操作）。

TWR-PXS2010包括：

带有PXS20 32位PowerArchitecture®MCU的TWR-PXS2010电路板必要的电缆DVD，带实验教程，软件，培训和附带的《快速入门指南》文档。

TWR-PXS2010模块的主要特性：

双e200z4 CPU体系结构

双处理领域，包括：CPU，DMA，中断控制器，交叉开关和用于逻辑级故障检测的MPU

两种可静态配置的操作模式：

锁步操作（冗余处理和计算）

双并行模式（独立的核心操作

故障收集单元，用于监视和管理故障事件

，RAM和闪存上的错误校正编码可检测/校正存储器错误，

旨在满足IEC61508（SIL3）概述的安全要求

图2。TWR-PXS2010模块外形图

图3.TWR-PXS2010模块电路图（1）

图4。TWR-PXS2010模块电路图（2）

图5。TWR-PXS2010模块电路图（3）

图6。TWR-PXS2010模块电路图（4）

图7。TWR-PXS2010模块电路图（5）

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