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ビット組み込み制御ソリューション
PIC24
マイクロコントローラ • dsPIC
®デジタルシグナル コントローラ
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ビットMCUおよびDSC
www.microchip.com/16bit 2
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ビット組み込み制御ソリューション
Microchip
社製PIC24マイクロコントローラとdsPIC
®デジタルシグナル コントローラ
Microchip社の16ビットPIC24マイクロコントローラ(MCU)およびdsPIC®デジタルシグナル コントローラ(DSC)は高性能、低消費 電力、柔軟な周辺モジュールが特徴で、開発期間を短縮するソフトウェアおよびハードウェア ツールの包括的な開発エコシステム でサポートされています。これらの16ビットファミリはモータ制御、デジタル電力変換、低消費電力セキュリティ、先進の内蔵 アナログ機能、機能安全に特化した製品を揃え、低コスト、低消費電力、高性能、高信頼性の優れたバランスを提供します。幅広いアプリケーションに対応するMCU
低消費電力および汎用組み込みアプリケーション – PIC24F MCU
PIC24Fは低コスト低消費電力のMCUファミリであり、XLP (eXtreme Low Power)テクノロジ、16 MIPSの性能、最大1,024 KBの フラッシュメモリ、充実したCIP(コアから独立した周辺モジュール)を備えています。PIC24Fファミリは8ビットMCUの限界 を越えつつあるアプリケーションに機能と周辺モジュールのアップグレードが可能であるため、低消費電力と小型化が要求 されるアプリケーションに最適です。
モータ制御アプリケーション – dsPIC33 DSC
高性能のdsPIC33 DSCは、高効率高精度の可変速、定トルクPI制御、界磁制御(FOC)によるモータ制御を実装するためのDSP エンジンを備えています。dsPIC33 DSCには以下のような特長があります。 • コアあたり最大100 MIPSの性能を備えた独立デュアルコア • 部品コストを低減できる内蔵高速ADC、オペアンプ、コンパレータ • 2つのモータ制御と内蔵PFCに対応する最大14チャンネルの高分解能PWM dsPIC33ファミリは安全機能を備え最高150 °C動作に対応しているため、産業、医療、車載、コンシューマ アプリケーションに おけるPMSM、ACIM、BLDCモータ制御に最適です。デジタル電力変換アプリケーション – dsPIC33 DSC
高性能なdsPIC33 DSCは、要求の厳しい電力変換アプリケーションにおいて制御ループを超高速に実行するためのDSPエンジン を備えています。dsPIC33 DSCには以下のような特長があります。 • コアあたり最大100 MIPSの性能を備えた独立デュアルコアにより、タイミングの要求が厳しい制御ループを他の定常タスク から分離可能 • 密結合PWM、高速ADC、PGAを備え、高速かつ確定的割り込み可能なCPU • 各種電源回路方式を柔軟に制御可能な高分解能250 PS PWM • サーバ電源ファームウェアをダウンタイムなしにアップグレードできるライブ アップデート機能 dsPIC33ファミリは特定用途向け周辺モジュールを多数統合しており産業、医療、車載、コンシューマ アプリケーションにおける デジタル電力変換に最適です。信頼性が要求されるアプリケーション – PIC24 MCUおよびdsPIC33 DSC
信頼性に優れたPIC24 MCUおよびdsPIC33 DSCは、セーフティ クリティカル アプリケーションで信頼性を向上させる専用周辺 モジュールと機能を備えています。これらの特長によりエンド アプリケーションを意図通りに動作させ、例外や問題の発生 時には安全にシャットダウンできます。PIC24 MCUとdsPIC33 DSCはAEC Q100認証済みであり、3/5 Vで最高150°Cでの動作を サポートしています。16
ビットMCUの設計がシンプルに
開発期間の短縮と開発リスクの低減を重視してMicrochip社は包括的なエコシステムを提供しています。
• MPLAB® X IDEとXC16コンパイラ
• 全ての16ビットMCU/DSCに対応したプラットフォーム
• MPLAB Code Configurator (MCC)
• 即座に試作が可能
• MPLAB® Xpressクラウド型IDE
• インストールせずすぐに使えるオンライン開発環境 • 迅速に市場投入可能なMicrochip社がテスト済みのソフトウェア • USB、グラフィックス、暗号化、ファイルI/O、Wi-Fi®、 クラスB安全スタック、DSP数値演算ライグラリ • motorBench™開発スイート • モータ制御設計の簡略化 • デジタル電源設計スイート • デジタル電源設計の支援 • 各種開発ボード • 低コストで迅速に試作ができるCuriosityボード • 多用途のExplorer 16/32開発ボード • モータ制御およびデジタル電源ボード
16ビット組み込み制御ソリューション 3
柔軟性に優れた内蔵周辺モジュール
INTEGRATION F LE XIB IL IT Y E A SY M IGRA TION EA SE OFUSE INTELLIGE NCE
Flexible, Integrated Peripherals
Microchip社はリアルタイム制御や他のデバイスと簡単に通信できる機能等、最終製品の差別化に役立つ充実した周辺モジュール の数々を提供しています。16ビットファミリはUSB、SPI、UART、CAN-FD、I2C、PWM、タイマ等の主要な通信および制御用 周辺モジュールに加えグラフィックス、モータ制御、デジタル電源等に特化した周辺モジュールを備えています。高性能ADC、 DAC、PGA、オペアンプ等、内蔵アナログ周辺モジュールにより、アナログ設計が簡単になり、部品コストも低減できます。 またCLC、PTG、暗号アクセラレータ等のCIPを使うと、より高度な統合と柔軟性を実現できます。機能安全を実現する専用周辺 モジュールおよび機能を備えた16ビットファミリは信頼性と安全性の要求が厳しいアプリケーションに最適です。16ビット ファミリの概要を見るには、以下を参照してください。 www.microchip.com/16bitquickreference
PIC24/dsPIC33
ファミリのブロック図
16-bit Core PIC24F 16 MIPS dsPIC33E & PIC24E 70 MIPS dsPIC33CH Dual Core 90+100 MIPSUp to 5
ACC Set Reg. SetsUp to 5 Single Cycle MPY/MAC 4–1024 KB Flash ECC Flash Dual Partition Flash with Live Update Flash OTP Security 512 B–96 KB RAM 24 KB PRAM ECC PRAM Dual Partition PRAM with Live Update 10 Ch. DMA Hardware Divide MEMORY BUS PERIPHERAL BUS
ADC: 10-bit, 12-bit and16-bit options DAC: Up to 12-bit
Comparators
Op Amps and Programmable Gain Amplifiers Integrated Analog
UART with LIN and IrDA® SPI with I2S™ I2C with PMBus™ Support USB: Device, Host, OTG CAN 2.0 and CAN-FD SENT
Parallel Master Port (PMP)
Wired Communications
RTCC: Clock, Calendar, Alarm Clocks and Ti
mers 32-bit Timers 16-bit Timers
BOR, LVD, POR
WDT and Dual Windowed WDT Deadman Timer (DMT)
CRC: Flash, RAM and Special Function Registers (SFR)
Class B Features: RAM MBIST, Illegal Opcode Detect, Error Trap Monitor, Reset Traceability, Oscillator Lock, Fail-Safe Clock Monitor, Frequency Check, PWM Lock, ECC Fault Injection Module, Backup Oscillator and Code GuardTM
Safety and Monitorin
g
Peripheral Pin Select (PPS)
eXtreme Low Power (XLP) - Specialized Low-Power Modes and VBAT 64 x 48-bit User OTP Memory
System Flexibilit
y
Configurable Logic Cells (CLC) Peripheral Trigger Generator (PTG) Unique Device ID
Secure Key Storage Crypto Engine with 256-bit AES Random Number Generator (RNG) Secure Data
Input Capture Output Compare 16-bit PWM
Multiple-Output Capture Compare PWM (MCCP) and Single-Output Capture Compare PWM (SCCP)
Wa
veform
Contro
l
PWM with Flexible Modes, Dead-Time, Edge or Center Alignment, Fault Inputs ADC Triggered by PWM Modules Quadrature Encoder Interface (QEI) Motor Control
ADC: 5 Msps and 6 Sample and Holds PWM with 250 pS Duty Cycle Comparators with 15 ns speed
12-bit DAC with programmable waveform generation Digital Power
Charge Time Measurement Unit (CTMU) Segmented LCD Driver: Up to 512 Segments Graphical Display Driver with Hardware Acceleration
User
Interfac
e
www.microchip.com/16bit
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ビット組み込み制御ソリューション
dsPIC33CH
デュアルコア デジタルシグナル コントローラ
Microchip社のdsPIC33CH DSCは、2つのdsPICコアと先進の周辺モジュールを内蔵しており複雑なデジタル 電源、モータ制御、その他の高性能アプリケーションに最適です。2つの独立したコアを備えるdsPIC33CH ファミリはファームウェア開発をシンプルにします。www.microchip.com/dsPIC33CH
高精度モータ制御
dsPIC33モータ制御ファミリは高性能コアとモータ制御専用周辺モジュールを備えています。本ファミリは、 モータ チューニング開発ツール、無償ソフトウェア ライブラリ、モータ制御アルゴリズムでサポートされて います。Microchip社の柔軟なモータ制御開発ボードは各種モータをサポートしており、開発期間短縮に 貢献します。www.microchip.com/motorデジタル電力変換の効率
インテリジェント電源の実装は最も先進のデジタル制御回路方式を実装する電源ソリューションで各 種アプリケーションの問題を解決します。このような先進の設計ではデジタル コントローラとADC、 デジタル コントローラ アルゴリズム、PWMジェネレータを統合する事でファームウェアを補完します。 dsPIC33 DSCは、負荷条件が大きく変化しても高い効率が得られる先進アルゴリズムを使って高性能を 発揮するように最適化されています。これらのデバイスはデジタル電源アプリケーション向けの専用周 辺モジュール(高速ADC、PGA、PWM等)を備えています。www.microchip.com/powerXLP(
超低消費電力)ソリューション
Microchip社のXLPデバイスは今日の低消費電力アプリケーションの要求に応えます。最小10 nAのスリープ 電流、USB、タッチ検出、暗号化、LCDドライバを含む業界トップレベルの機能統合を実現したXLPデ バイスはバッテリ駆動アプリケーションの長時間動作に適しています。www.microchip.com/lowpowerディスプレイの駆動
魅力的かつ直感的なユーザ インターフェイスを必要とするアプリケーション向けに、Microchip社は低消費 電力のセグメントLCDドライバまたはハードウェア アクセラレーション機能付きのカラー グラフィック ディスプレイ ドライバを備えるデバイスを提供しています。これらのモジュールは無償ソフトウェア ライブ ラリでサポートされており、表示機能を1つのMCUだけでユーザ アプリケーションに簡単に組み込む事が できます。www.microchip.com/graphics www.microchip.com/LCD容易な接続
Microchip社は多種多様な通信プロトコルをサポートしており、有線と無線どちらにも対応できます。PIC24およびdsPIC33デバイスは、Microchip社の認証済みBluetooth®モジュール、Wi-Fiモジュール、
LoRa®モジュールを使って簡単に接続できます。CAN、CAN-FD、LIN、SENT、USB用の周辺モジュール
が16ビットデバイスに内蔵されており、無償ソフトウェア ライブラリをサポートしています。
機能安全と信頼性が要求される用途
PIC24 MCUおよびdsPIC33 DSCファミリは、ノイズ耐性と信頼性を向上させるために最大5 Vで動作し
ます。また、デバイスによっては最高125 ℃または150 ℃の周囲温度での動作が保証されており、AEC-Q100 グレード0認証を含む厳しい車載および工業用途に対応しています。セーフティ クリティカル アプリケー ションに対応するため、これらの製品はメモリ整合性チェック、メモリエラー訂正、バックアップ オシ レータ、フォルト検出、機能安全を実現するその他の各種機能を備えています。認証済みクラスBソフト ウェア スタックを使うと、法規制に容易に適合できます。 www.microchip.com/hightemp www.microchip.com/16bitFunctionalSafety
16ビット組み込み制御ソリューション 5
dsPIC33CH
デュアルコア デジタルシグナル コントローラ
dsPIC33CH
デュアルコア ファミリ - 別々に独立してシームレスに統合
ハイエンドの組み込み制御アプリケーションの設計では、2つのdsPICコアをワンチップに内蔵したデジタルシグナル コント ローラ(DSC)が便利です。dsPIC33CHはマスタコアとスレーブコアを内蔵しています。マスタコアがエンド アプリケーションの ユーザ インターフェイスおよびシステム機能を実行している時に、スレーブコアはタイム クリティカルな制御コードを実行 できます。 dsPIC33CHは別々の設計チームによってコアごとに独立したコードを容易に開発できるように設計されていると共に、それら をワンチップにまとめる時にはシームレスに統合できます。dsPIC33CHファミリは高性能デジタル電源、モータ制御、その 他高度なアルゴリズムを実装するアプリケーション向けに最適化済みです。新機能
• 2つのコアが独立している事によるファームウェア 開発の容易化 • 2つのコアと一連の周辺モジュールによりシステム の信頼性と機能安全が向上 • CAN-FDを備えロバストな通信と高帯域幅を実現 した最初のdsPIC33 • 高速ADC、波形生成機能付きDAC、アナログ コン パレータ、PGAを含む豊富なアナログ機能を内蔵 • 特に電源で重要な高可用性を実現するファームウェア ライブ アップデート 無線給電 サーバ電源 モータ制御 車載機器 産業用機器 医療用機器dsPIC33CH128MP508 Block Diagram
128 KB
ECC Flash DMA (6) Data RAM16 KB ECC PRAM24 KB DMA (2) Data RAM4 KB
Operating Temperature: –40 to 125°C SMPS/MC PWM (4 Ch.)
ADC (1, 16 Ch.) Peripheral Trigger Gen
Configurable Logic Cell I2C (2) CAN-FD SPI (2) UART (2) Capture/Comp/ PWM (8) SENT (2) Timers Analog Comparator (1) SMPS/MC PWM (8 Ch.) ADC (3, 18 Ch.) PGA (3) Configurable Logic Cell I2C (1) SPI (1) UART (1) Capture/Comp/ PWM (4) Timers Analog Comparator (3) PERIPHERAL BUS MEMORY BUS Mailboxes FIFO FIFO MEMORY BUS PERIPHERAL BUS SLAVE Core dsPIC33CH 100 MIPS 5 ACC Set 5 Reg Set MASTER Core dsPIC33CH 90 MIPS
5 Reg Set 5 ACC Set
デュアルコアの使用事例
開発ツール
スレーブコア マスタコア デジタル電源 レイテンシの要求が厳しい補償器アルゴリズムを 実行してファームウェアの制御ループを補完 PMBusスタックとシステムレベル機能を実行 モータ制御 タイミングが重要な制御アルゴリズムを実行して 速度とトルクを制御 機能安全ルーチン、CAN-FDスタック等のシステムレベル機能を実行 高性能組み込みアプリ ケーション センサ入力のDSPフィルタ処理等の算術演算を高速化 セーフティの信頼性と耐障害性を向上クリティカル アプリケーション dsPIC33CH Curiosity 開発ボード (DM330028) MCLV-2、MCHV-3ボード用 dsPIC33CHモータ制御PIM (MA330039) Explorer 16/32ボード用 dsPIC33CH汎用PIM (MA330040) www.microchip.com/dsPIC33CHwww.microchip.com/16bit 6
モータ制御
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ビットモータ制御製品
• DSP命令を備えた高性能dsPIC33 DSCコアにより精密な 制御が可能 • PIコントローラにより一定のトルクで可変速制御 • 磁界制御(FOC)による優れた効率 • 最大100 MIPSの性能を備えたデュアルコアdsPIC33CH DSC • スレーブコアはタイミングが重要なモータ制御アル ゴリズムを実行して速度とトルクを制御 • マスタコアは機能安全ルーチン、CAN-FDスタック等 のシステムレベル機能を実行 • 各種機能を別々に設計してシームレスに統合 • 高性能オペアンプおよびコンパレータ • 同時サンプリングを可能にする高速ADC • 以下のアルゴリズムとアプリケーション ノートを提供: • BLDC、PMSM、IPMSM、ACIM • センサレス制御 • 界磁制御(FOC) • 認証済みクラスB安全ソフトウェア • 2つのモータそれぞれをFOCで制御するデュアルモータ制御 • 28～144ピンの多彩なパッケージ • 低/高電圧に対応するスケーラブルなモータ制御ツール • モータ制御PWM: 最大14出力 • 最大7個のデューティ サイクル生成器 • 独立または相補モード • プログラマブルなデッドタイム設定 • エッジアラインまたはセンターアラインPWM • マニュアル出力優先制御、最大10個のフォルト入力 • PWMモジュールからトリガするADCサンプリング • 直交エンコーダ インターフェイス(QEI)モジュール • 最大2モジュール • A相、B相、インデックス パルス入力 • 大電流シンク/ソース • セーフティ クリティカル アプリケーションの機能安全 を実現する機能ソフトウェアとアプリケーション ノート
モータ タイプ アルゴリズム アプリ ケーション ノート ステッ ピング モータ 閉ループ マイクロステップ AN1307 BLDC、 PMSM、 IPMSM センサ付き AN957 センサ付き正弦波制御 AN1017センサレスBEMF AN901 AN992
センサレス フィルタ付きBEMF (多数決検出機能付き) AN1160 SMO位置推定と磁界弱めによるセンサレス デュアルシャントFOC AN1078 SMOとPFCによるセンサレス デュアルシャント FOC AN1208 PLL位置推定と磁界弱めによるセンサレス デュアルシャントFOC AN1292 SMO位置推定と磁界弱めによるセンサレス シングルシャントFOC AN1299 AC誘導 モータ 開ループV/F AN984 閉ループベクタ制御 AN980 PLL位置推定によるセンサレス デュアルシ ャントFOC AN1162 PLL位置推定と磁界弱めによるセンサレス デュアルシャントFOC AN1206 その他 PFC AN1106 クラスB安全ソフトウェア(IEC 60730) AN1229 モータ制御センサ フィードバック回路 AN894 MOSFETドライバの選択 AN898 電流検出回路の概念と原理 AN1332
主なモータ制御製品
製品 動作電圧 (V) MIPS ピン数 フラッシュ /PRAM (KB) RAM (KB) DMAチャ
ンネル 数 IC/OC/PWM/ MCCP/SCCP MC PWM QEI オペ ア ン プ / PGA 数 ADC モジュ ール /チャン ネル数 UAR T dsPIC33CH128MP508 3.3 90+100 28/36/48/64 64～128/24 16+4 8 12 12 ch 2 3 4/18 ch 3 dsPIC33EP512GM710 3.3 70 44/64100/121 128～512 16～48 4 8 12 ch 2 4 2/49 ch 4 dsPIC33EP512MC506 3.3 70 28/44/64 32～512 4～48 4 4 6 ch 1 3 1/16 ch 2 dsPIC33EV256GM106 5 70 28/36/48/64 32～256 4～16 4 4 6 ch 0 4 1/36 ch 2 www.microchip.com/motor
16ビット組み込み制御ソリューション 7
モータ制御開発ソリューション
モータ制御スタータキット(MCSK) (DM330015)
本スタータキットはdsPIC33FJ16MC102実装済みで、USB接続のデバッガ/プログラマ、駆動回路、 BLDCモータ、速度制御用のLEDインジケータ付きスイッチを備えています。dsPICDEM™ MCLV-2
開発ボード(DM330021-2)
本ボードを使うと、センサ付きまたはセンサレスのBLDCモータおよびPMSM制御アプリケーションを低 コストで評価できます。本ボードはdsPIC33 DSCを実装したPIM、特定のDSCの内蔵オペアンプ、本開発 ボード上の外付けオペアンプをサポートしています。dsPIC33EP256MC506 PIM (MA330031)が同梱され ています。dsPICDEM MCHV-3
開発システム(DM330023-3)
本システムはBLDC、PMSM、AC誘導モータ(ACIM)のセンサ付き/センサレス制御に対応しています。定格 連続出力は6.5 A (RMS)、または入力が単相208～230 Vの場合2 kVAです。力率改善(PFC)回路を内蔵して います。低電圧モータ制御開発セット(DV330100)
本開発セットを使うと、BLDCモータまたはPMSMを同時に駆動するデュアル/シングルモータ制御を低 コストで評価および開発できます。dsPIC33 DSC信号制御ボードは 3.3 Vデバイスと5 Vデバイスの両方 をサポートしています。モータ制御10～24 Vドライバボード (デュアル/シングル)は最大10 Aの電流をサ ポートしています。低消費電力高電圧モータ制御リファレンス デザイン(LPHV-MC-BOARD)
本リファレンス デザインボードはACIM、PMSM、BLDCモータのセンサ付き/センサレス動作の制御に 対応しています。本ボードは最大150 Wの低消費電力高電圧モータ制御の能力と効率を評価できるよう に設計されています。ハードウェア開発ボード
dsPIC33
向けモータ制御ライブラリ
本ライブラリはdsPIC33 DSC向けに最適化 された関数ブロックです。全ての関数に入 出力がありますが、DSCの周辺モジュー ルにはアクセスしません。本ライブラリ への関数呼び出し使って大半のタイム クリティカルな処理を実行している間、 DSC周辺モジュールがユーザのモータ制 御アプリケーションを担当します。motorBench™
開発スイート
motorBench開発スイートは先進のGUIを使ったFOCモータ 制御向けソフトウェア開発ツールであり、モータの重要パ ラメータの正確な計測とdsPIC33 DSCのフィードバック制御 ゲインの自動チューニングができます。詳細は www.microchip.com/motorBenchを参照してください。モータ
任意のモータを使えますが、弊社では以下のモータを提供し ています。 • AC300020: 24 V BLDCモータ • AC300022: 24 V BLDCモータ、シャフト エンコーダ付き • AC300023: 220 V、AC誘導モータ • AC300024: 220 V、ACサーボモータ、エンコーダ付き Motor Control Application Motor Control LibrarydsPIC® DSC Motor Control Hardware
Simulink
®とX2Cを使ったモデルベースの開発
Microchip社は、SimulinkとX2Cを使って1クリックでPMSM モータ制御システムのシミュレーション ベースモデルをコン パイルしてdsPIC33 DSCに書き込む事ができる迅速な試作 ソリューションを提供しています。Microchip社のdsPIC33EP デバイスはMATLAB/SimulinkとX2C/COSのブロックセット によりサポートされています。1. MPLAB X IDEにX2CプラグインまたはMATLABプラグイン とSimulinkをインストールする。 2. Simulink/X2Cモデルを構築する。 3. MPLAB X用のMATLABまたはX2Cコード ジェネレータ プラ グインを使ってdsPIC33のコードを生成する。 4. MPLAB X IDEプロジェクトをコンパイルし、モータ制御 開発ボードに書き込む。 5. ボードをモータに接続する。 6. コードを実行してモータを動作させる。 Simulinkツールの詳細はwww.microchip.com/simplifiedを参照 してください。無償のSCILAB X2Cを www.embeddedcodesource.comからダウンロードできます。 www.microchip.com/motor
www.microchip.com/16bit 8
デジタル電力変換
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ビットデジタル電力変換製品
• PWM、ADC、CPUが効果的に連携 • DSP命令を備えた高性能コア • 制御ループを高速実行し、要求の厳しい電源アプリ ケーションにも対応 • 高速かつ確定的な割り込み • 最大100 MIPSの性能を備えたデュアルコアdsPIC33C DSC • スレーブコアはレイテンシの要求が厳しい補償器アル ゴリズムを使った制御ループを実行 • マスタコアはPMBusスタックとシステムレベルの機 能を実行 • 異なる機能を別々に設計してシームレスに統合 • デジタル電源向けの高分解能PWM • 高いスイッチング周波数の設計用にデューティ サイクル、 位相シフト、周期、デッドタイムを250 ps単位で設定 可能 • 各種電源回路方式に柔軟に対応可能 • 外部イベントに対してハードウェアで応答する事に より制御レイテンシとソフトウェア負荷を削減する ための構成可能なPWM制御入力 • ライブ アップデート機能 • 出力制御を維持しながら動作中に全ファームウェアを アップデート可能 • 高速ADC、波形生成機能付きDAC、コンパレータ、PGAを 含む豊富なアナログ機能 • 豊富なパッケージサイズおよびタイプ • 18～100ピン、最小で4×4 mm • IPC-9592Bに容易に準拠できる堅牢なパッケージソフトウェアとアプリケーション ノート
アプリケーション ソリューション AN番号 概要Online Firmware Updates in Timing-Critical
Applications AN2601
多くのアプリケーションがダウンタイムを生じないファームウェア ライブ アップデート機能を必要としています。 Microchip社の16ビットdsPIC33 DSCとPIC24F MCU、関連コンパイラツール、Easy Bootloaderライブラリを使って、 ライブ アップデート機能の実装方法について説明しています。 dsPIC®DSCを用いた電力変換アプリケー ション向け力率改善回路 AN1106 デジタルシグナル コントローラ(DSC)を使った力率改善回路(PFC)の実装について説明しています。 スイッチング電源(SMPS)の回路方式 (パート1) AN1114 各種SMPS回路方式の基本、それらの長所と短所、アプリケーションについて説明しています。また、役立つ情報を提供すると共に、対象アプリケーションに適した回路方式を選択する方法も説明しています。 スイッチング電源(SMPS)の回路方式 (パート2) AN1207 スイッチング電源(SMPS)の回路方式について、パート1に引き続き説明します。各種回路方式をさらに詳細に説明し、電源設計に必要な基本ツールを紹介しています。 dsPIC® DSCを使ったオフラインUPS
リファレンス デザイン AN1279 dsPIC DSCを使ったオフライン無停電電源装置(UPS)の設計について説明しています。
dsPIC® DSCを使用したインターリーブ
力率改善回路(IPFC) AN1278 dsPIC DSCを使ったデジタル電源インターリーブPFC (IPFC)の設計について説明しています。
dsPIC® DSCを用いた位相シフト フルブ リッジ（PSFB）クォーター ブリックDC/ DCコンバータ リファレンス デザイン AN1335 dsPIC DSCを使ったクォーター ブリックDC/DCリファレンス デザインの設計について説明しています。 dsPIC® DSCを使ったDC/DC LLCリファ レンス デザイン AN1336 dsPIC DSCを使ったDC/DC LLC共振コンバータの設計について説明しています。 dsPIC® DSCを使った系統接続ソーラー マイクロインバータ リファレンス デザイン AN1338 dsPIC DSCを使ったグリッド接続ソーラー マイクロインバータのリファレンス デザインの設計について説明し ます。 dsPIC® DSCを使った80 PLUSプラチナ
認証AC/DCリファレンス デザイン AN1421 CSCIしています。のPlatinum要件に完全適合し、さらに各種機能追加した完全デジタル制御の720 W AC/DC電源について説明
Getting Started with Dual Core AN2721 マスタコアとスレーブコアおよびそれらの専用サブシステムと周辺モジュールを備えたMicrochip社製dsPIC33CHデュアルコアDSCを使ってアプリケーションの開発とデバッグを行う方法について説明しています。
主なデジタル電源向け製品
製品 ピン数 フラッシュ/PRAM (KB) RAM (KB) IC/OC/ MCCP/ SCCP PS PWM ADC アナログアンプ アナログ コンパ レータ UART/I2C/SPI CAN/ CAN-FD* dsPIC33CH128MP508 80 128/24 16+4 8/8 12 18×12ビット、5 S/H 3 4 3/3/3 1* dsPIC33EP128GS808 80 128 8 4/4 16 22×12ビット、5 S/H 2 4 2/2/3 2 dsPIC33EP64GS506 64 64 8 4/4 10 22×12ビット、5 S/H 2 4 2/2/2 0 dsPIC33EP32GS504 44 32 4 4/4 10 19×12ビット、5 S/H 2 4 2/2/2 0 dsPIC33EP32GS202 28 32 2 1/1 6 12×12ビット、3 S/H 2 2 1/1/1 0 www.microchip.com/power16ビット組み込み制御ソリューション 9
デジタル電源開発ソリューション
750 W AC/DC
リファレンス デザイン
本リファレンス デザインではセミブリッジレスPFC回路方式と、非常に高い変換効率を実現するデジタ ルスロープ補償を備えたピーク電流制御式ゼロ電圧スイッチング フルブリッジ(ZVS FB)コンバータをお試 し頂けます。本電源は稼働しながら電力供給先システムのダウンタイムなしにファームウェア(補償器 アルゴリズムを含む)の更新ができます。Platinum
認証720 W AC/DCのリファレンス デザイン
本リファレンス デザインではスイッチング電源におけるdsPIC DSCの柔軟性を評価できます。ピーク効 率は94.1%で、ENERGY STAR®のCSCI Platinumレベルを達成しています。2相インターリーブ方式の力率改善昇圧型コンバータの後段に、同期整流機能を備えた2相インターリーブ方式の2スイッチ フォワード コンバータを接続しています。
クォーター ブリックDC/DCコンバータのリファレンス デザイン
本リファレンス デザインでは高密度クォーター ブリックDC/DCコンバータにおけるSMPS DSCの性能と 機能を簡単に評価できます。DC/DC LLC
共振コンバータのリファレンス デザイン
本リファレンス デザインは幅広い入力電圧レンジ(DC 350～420 V)で動作します。一次側と二次側で 高電圧絶縁を維持しながら、公称入力電圧400 Vの時DC 12 Vを出力します。本リファレンス デザインは、 電力変換とシステム管理機能のフルデジタル制御を提供するdsPIC33F「GS」シリーズのデジタル電源 用DSC 1つで実現しています。デジタル電源インターリーブPFCのリファレンス デザイン
本リファレンス デザインではインターリーブ力率改善(IPFC)アプリケーション向けSMPS dsPIC DSCの 性能と機能を簡単に評価できます。幅広い入力電圧レンジで動作し、入力電流の全高調波歪み(THD)を 抑え最大350 Wの高電圧直流電流を出力します。デジタル純正弦波無停電電源(UPS)のリファレンス デザイン
本リファレンス デザインではデジタル電源をUPSに応用した場合に得られるメリット、すなわちソフト ウェアからの容易な変更、磁気部品の小型化、高効率、純正弦波出力による可聴騒音と電気ノイズの低減、 USB通信、コスト低減といったメリットをお試し頂けます。グリッド接続ソーラーマイクロ インバータのリファレンス デザイン
本リファレンス デザインではDC 20～45 VのPVパネル電圧に対する最大電力点追従(MPPT)と215 Wの 最大出力電力を実現しています。また、ゼロ電圧スイッチング(ZVS)を使った革新的なインターリーブ 方式のアクティブ クランプ フライバック回路方式により高効率を実現しています。15 W
無線給電デモボード
本デモボードはdsPIC33 DSCを実装済みでQiミディアム電力レシーバと互換です。本デモボードを使うと、 全負荷時に約80%のシステム効率を実現できます。本デモボードにはステータスLEDと給電レベル表示 LEDが実装済みです。リファレンス デザイン
www.microchip.com/powerwww.microchip.com/16bit 10
SMPS
設計フロー
Hardware • Powertrain • Feedback • dsPIC® Controller Digital Compensator Design ToolExtract Plant Characteristics • Simulation: MATLAB®/SIMPLIS • Small Signal Modeling • Network Analyzer MPLAB® Code Configurator Microchip Compensator Libraries Microchip Example Code Firmware
デジタル電源開発ソリューション
開発ボード
デジタル電源向けMPLABスタータキット(DM330017-2)
本キットはdsPIC33EP64GS502 DSCを使って降圧型コンバータと昇圧型コンバータを実装しています。 各コンバータは内蔵MOSFET制御抵抗性負荷または外部負荷を駆動できます。dsPIC33CH Curiosity
開発ボード(DM330028)
本ボードはdsPIC33CH128MP508デュアルコアDSC向けの開発プラットフォームです。構成可能な実験回 路は電圧モードまたはピーク電流モード制御を使って降圧、昇圧、昇降圧モードで動作させられます。 また、本ボードは構成可能なSMPS負荷ステップ過渡応答生成回路も備えています。dsPIC33EP128GS808
開発ボード(DM330026)
本ボードはスタンドアロンまたはCAN/LIN/J2602 PICtail™ (Plus)ボードと接続して使います。本ボードは 開ループまたは閉ループモードでの電源の機能をエミュレートするための1次RCフィルタを備えています。 また、電源の過渡応答挙動もシミュレートできます。
Microchip
社デジタル電源設計スイート
Microchip社デジタル電源設計スイートにはデジタル補償器設計ツール(DCDT)、MPLAB Code Configurator (MCC)、SMPS補償 器ライブラリ、設計例が含まれています。本スイートは設計全体をカバーするツールと必要なガイドラインを提供します。
デジタル補償器設計ツール(DCDT)
デジタル補償器設計ツール(DCDT)を使うと補償器係数の計算 が簡単になり、性能を解析する事で電源設計者の仕事を楽に します。このGUIは回路方式を問わず、以下の機能を備えて います。 • 回路とフィードバック伝達関数を解析 • コントローラ(PID、2P2Z、3P3Z等)を設計• アナログType II、Type IIIをデジタル制御に移行
• ループゲインを解析し、コントローラを調整 • 係数を生成し、MPLAB X IDEにエクスポート
設計例とリファレンス デザイン
ロイヤリティ フリーのアプリケーション固有ハードウェアお よびソフトウェア設計を使って開発期間を短縮できます。 • スタータキット/開発ボード/評価用ボード • リファレンス デザインとアプリケーション ノートSMPS
補償器ライブラリ
本補償器ライブラリには一般的な補償器アルゴリズムの実装 を容易にし、効率的なSMPSアプリケーションの設計を実現す るdsPIC33 DSC向けに最適化された機能が含まれています。 本ライブラリは以下をサポートします。 • PID、2P2Z、3P3Z等のアルゴリズム • 固定小数点とトリガ更新 • 「GS」および「MP」ファミリデバイスのコンテクスト レジスタMPLAB Code Configurator
MCCはシームレスで読みやすいデバイス コンフィグレーション コードを生成するグラフィカルなプログラミング環境です。 以下のような利点があります。 • すぐに開発を始められ、容易に設定ができる直感的なイン ターフェイス • 全体的な設計工数を削減 • 製品データシート参照の手間を低減 www.microchip.com/power
16ビット組み込み制御ソリューション 11
XLP(
超低消費電力)テクノロジ対応のPIC24FおよびPIC32MM MCU
XLP(
超低消費電力)テクノロジ - PIC24FおよびPIC32MM MCU
今日のネットワーク接続アプリケーションは低消費電力である事が必須であり、中には電池交換なしで20年以上の動作が求め られるものもあります。Microchip社のXLPテクノロジは業界最小レベルの動作時/スリープ中電流を実現しており、携帯型/ウェア ラブル デバイス、遠隔制御、物資追跡、電力量監視、セキュリティ システム、IoTセンサノード等の各種アプリケーションに 最適です。XLP Battery Life Estimatorは低消費電力アプリケーションの開発を支援する無償のソフトウェア ユーティリティです。本ツールを
使うと、平均消費電流とバッテリ寿命を予測できます。詳細はwww.microchip.com/BatteryLifeEstimatorを参照してください。
• AN1861: Microchip社のRN4020モジュールと16ビットPIC® MCUを使ったBluetooth Smart通信
• AN1416: 低消費電力設計ガイド: MCUの観点から消費電力を低減する方法を網羅的に解説
• AN1267: eXtreme Low Power (XLP) PIC Microcontrollers: An Introduction to Microchip�s Low-Power Devices
開発ツール
• 複数の復帰要因をサポートする低消費電流スリープモード • 最小10 nAのスリープ電流 • 最小45 nAのブラウンアウト リセット(BOR)電流 • バッテリに優しい機能 • 20年以上のバッテリ動作が可能 • 安全な動作をサポートする低消費電力スーパーバイザ (BOR、WDT) • VBATバッテリ バックアップ • VDD喪失時の自動切り換え • リアルタイム クロック/カレンダ(RTCC)の維持 • 1.8～3.6 Vの電源(ボタン電池)から別途電源供給 • 高効率命令セット: 90%の命令をシングルサイクルで実行 • 最小150 µA/MHzの動作時電流PIC24F Curiosity
ボード(DM240004)およびPIC24FJ256GA7 Curiosityボード(DM240016)
これらは低コストで迅速に試作ができるボードであり、PIC24FJ128GA204またはPIC24FJ256GA705
XLP MCUを実装済みです。低消費電力PIC24F MCUの実力を試すのに最適なプラットフォームです。
Explorer 16/32
開発ボード(DM240001-2)
本ボードはPIC24F XLP MCU対応のモジュール式開発システムであり、幅広いエコシステム サポートに よる複数の拡張機能を使って応用回路を試作するための理想的なプラットフォームです。
PIC32MM Curiosity
ボード(DM320101)およびPIC32MM USB Curiosityボード(DM320107)
これらのボードは低コストXLP MCUであるPIC32MM「GPL」または「GPM」ファミリを実装済みです。 本ボードは迅速な評価、実験、アプリケーションの試作ができるシンプルで使いやすいプラットフォーム です。
主なXLP対応製品
製品 フラッシュ(KB) ピン数 スリープ(nA) WDT (nA) SOSC/RTCC (nA) (µA/MHz)動作電流 特長
PIC24FJ128GB204 64～128 28/44 18 240 300 178 暗号化、USB、VBAT
PIC24FJ128GA310 64～128 64/100 10 270 400 150 LCD, VBAT
PIC24FJ128GC010 64～128 64/100 75 270 350 178 インテリジェントアナログ、 LCD
、USB、VBAT
PIC24FJ256GA705 64～256 28/44/48 190 220 400 190 高集積度
PIC24FJ256BG412 64～256 64/100/121 70 100 175 155 LCD、USB、VBAT、暗号化
PIC24FJ1024GB610 128～1024 64/100 190 220 300 190 大容量メモリ、USB
PIC32MM0064GPL064 16～64 20/28/36/40 440 80 400 280 高性能
PIC32MM0256GPM064 64～256 28/36/48/64 650 220 1100 316 高性能、USB
www.microchip.com/16bit 12
ディスプレイ ソリューション
ディスプレイ
最近の16ビット アプリケーションは、モダンなユーザ イン ターフェイスを採用して最終製品のユーザビリティと機能性 の向上を図っているものが増えています。洗練されたディス プレイ インターフェイスは製品のインパクトを高めますが、 これらを低コストで手軽に実装する事が課題です。Microchip社 のソリューションはセグメント ディスプレイまたはグラフィック ディスプレイをワンチップで駆動でき、低消費電力に対応した 多数の周辺モジュールを内蔵しています。セグメントLCDディスプレイ
液晶ディスプレイ(LCD)ドライバ モジュールは、スタティック またはマトリクスLCDパネルを駆動するためのタイミング 制御信号を生成します。本モジュールは、スリープ中のLCD 駆動と調光のためのソフトウェア コントラスト調整を含む低 消費電力設計要件を満たします。PIC24「GA3」、「GC」、 「GB4」ファミリは最大512セグメントに対応したセグメント ディスプレイ ドライバを内蔵しています。主な利点を以下に 示します。 • 低コスト低消費電力ディスプレイの直接駆動 • 低消費電力モードで節電しながらLCDを駆動 • サーモスタットでの温度センシング等のセンサ アプリケー ション用のアナログ回路を内蔵 • 低電圧バッテリからの電力供給時でもコントラストを制 御する内蔵チャージポンプ • 内部バイアス グラフィック ディスプレイを使ってLCD コントラストのソフトウェア制御が可能グラフィック ディスプレイ
PIC24FJ256DA210ファミリはグラフィック アクセラレータと ディスプレイ コントローラを内蔵しており、最大4.3" WQVGA (解像度480 × 272ピクセル)のディスプレイを直接駆動でき ます。 • フリッカのない表示を実現する専用のグラフィック クロック • TFT、STN、有機ELディスプレイを直接駆動できる内蔵 ディスプレイ コントローラ • ハードウェア アクセラレーションをサポートし、CPUに 負荷をかけずに矩形の移動/コピー、イメージの圧縮、テキ ストのレンダリングが可能な使いやすいグラフィック処 理ユニット • カラー ルックアップ テーブルと96 KBのフレームバッフ ァを内蔵し、内部メモリで最大8 bpp QVGAをサポート開発ツール
LCD Explorer XLP
開発ボード(DM240314)
38セグメントx8コモンLCDディスプレイの x8コモンLCDドライバを内蔵したMCUの 評価プラットフォームとして最適です。PIC24FJ256DA210
開発キット(DV164039)
本キットは、PIC24FJ256DA210 開発ボード(DM240312)、3.2" Truly 240×320 TFTディスプレイ ボード (AC164127-4)、3個のグラフィック ディスプレイ プロトタイプ ボード(AC164139)、MPLAB ICD 3デバッガ(DV164035)、USBケーブル、付属品で構成されて います。ソフトウェアとアプリケーション ノート
Microchip
社の無償グラフィック ライブラリ
Microchip社のグラフィック ライブラリは高度にモジュー ル化されていて使いやすく、 ドライバとコントローラ サポー トのインターフェイス仕様を 公開しています。 www.microchip.com/MLAから ダウンロードできます。 • そのまま使えるグラフィック オブジェクト、複数のフォン トおよび言語 • mTouch®センシング用ユーザ インターフェイス • ボタン、グラフ、チェックボックス、スクロールバー、 リストボックス、画像、使いやすいアニメーションVisual Graphics Display Designer (SW500190)
Visual Graphics Display Designer (VGDD)はパワフルなGUI設計 ツールです。これを使うと、グラフィカル ユーザ インター フェイス(GUI)画面を素早く簡単に作成できます。本開発環境 はMicrochip社のMLAのグラフィック ライブラリとMicrochip社 のグラフィック開発ボードを最大限に活用しています。
アプリケーション ノート
• AN1428: LCDのバイアス印加およびコントラスト制御方法• AN1368: グラフィック コントローラ内蔵PIC® MCUによる
組み込みグラフィック アプリケーションの開発
www.microchip.com/graphics www.microchip.com/LCD
16ビット組み込み制御ソリューション 13
PIC24/dsPIC33 DSC
ファミリ向けコネクティビティ
接続性
PIC24 MCUとdsPIC33 DSCは有線/無線の各種通信プロトコルをサポートしています。これらの16ビットデバイスはCAN 2.0、
CAN-FD、LIN、SENT、USB等の各種有線通信モジュールを内蔵しています。またこれらのデバイスはMicrochip社の無線接続
用モジュール(Bluetooth、Wi-Fi、LoRa)および有線接続用のコントローラ(Ethernet、EtherCAT)と組み合わせる事も簡単です。
内蔵有線通信
CAN 2.0
およびCAN-FD
多くのdsPIC33 DSCおよびPIC24 MCUは、 ロバストで高速な通信を必要とするアプリ ケーションに最適なCANおよびCAN-FD周 辺モジュールを内蔵しています。 • CAN 2.0BおよびCAN-FD 1.0準拠 • Vector社のCANbedded™およびosCAN™開発ソリューション
SENT
dsPIC33ファミリは、車載アプリケーションでセンサ値をポ イントツーポイント伝送するSENTを備えています。これら の接続をお客様の設計に利用するための開発ツールには以 下のもの等があります。 • CAN、LIN、SENTインターフェイス対応dsPIC33EV 5V CAN-LINスタータキット(DM330018) • dsPIC33CH Curiosityボード(DM330028)• Explorer 16/32開発ボード用CAN/LIN PICtail Plusドータ ボード(AC164130-2)
PMBus™
PMBusプロトコル規格はI2C物理層上で動作し、電源のデ ジタル管理を容易にします。最新のdsPIC33「GS」および dsPIC33CH「MP」ファミリは、その他多くのdsPIC33 DSC およびPIC24 MCUと同様、PMBusプロトコルをサポートし ています。dsPIC33 DSC向けPMBusスタックは無償で提供 しています。EtherCAT
EtherCATを使うと、柔軟性と安定性を備えた産業用Ethernet 技術を使ったリアルタイムのロバストな通信を実現でき ます。Microchip社のEtherCATスレーブ コントローラは、PIC24 MCUおよびdsPIC33 DSCとシームレスに統合する事により、 システム効率を向上しコストを削減するソリューションです。LIN
LIN機能も製品に内蔵されており、車載アプリ ケーションに単線式のシリアル通信を低コスト で実装できます。USB
PIC24 MCUおよびdsPIC33 DSCファミリの一部の製品はUSB を内蔵しており、デバイス/ホスト/OTG (On-The-Go)機能を サポートします。開発ツールの例:
• dsPIC33E DSC USBスタータキット(DM330012)
• Explorer 16/32開発ボード(DM240001-3)
• 各種USBプロセッサ プラグイン モジュール
Microchip社の無償USBスタック フレームワークには、USB
ソフトウェア ライブラリの他、HID (Human Interface Device)、 MSD (Mass Storage Device)、CDC、PHDC、カスタム、オー ディオ、プリンタを含む包括的なホストおよびデバイス用 ドライバ、そしてサムドライブ ブートローダ、プリンタホ スト等のデモコードが含まれます。
無線通信
Microchip社はWi-Fi、Bluetooth、BLE (Bluetooth Low Energy)、LoRa、各種PAN
(パーソナルエリア ネットワーク)に対応した無線モジュールを幅広く提供して
います。認証取得済みのこれらのモジュールを使うと、コストと時間を要する
RF設計および規制当局からの認証取得が不要になり、製品をいち早く市場投入できます。無線センサおよびバッテリ駆動アプリ
ケーションでは、PIC24 XLP MCUはMicrochip社製BLEおよびLoRaモジュールに最適なコンパニオン チップとして低消費電力 無線ネットワークを構成します。これらのデバイスを使うと、アプリケーションにインターネット接続を簡単に追加できます。
• AN1861: Microchip社のRN4020モジュールと16ビットPIC®マイクロコントローラを使ったBluetooth® Smart通信
PIC24 MCUとdsPIC33 DSCは各種有線/無線通信プロトコルをサポートしています。USBとWi-Fiを含むこれら通信ライブラリ
はMLA (Microchip Libraries for Applications)に収められいます(www.microchip.com/MLA)。
www.microchip.com/16bit
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機能安全と信頼性が要求される用途
セーフティ クリティカル アプリケーション
とクラスB認証
PIC24 MCUとdsPIC33 DSCは、IEC 60730クラスB安全規格に 準拠した実装を容易にするための安全機能を備えています。 CRCでメモリ整合性チェックを行います。また、メモリエラー 訂正機能を備えています。さらに、エラー訂正コード(ECC) 内蔵のdsPIC33デバイスは、2ビットのエラー検出と1ビット のエラー訂正により、信頼性が高く透過的でリアルタイム 性が高いシステムの実装が可能です。 また、これらのデバイスのメモリは読み書き保護機能を備え、 メモリの一部を保護してコードフローや割り込みベクタの変 更を防ぐ事ができます。メモリ空間を区切って異なるアク セス許可を設定できるため、適切なアクセス許可がない限り アクセスできないセキュアなメモリ空間を設定できます。 システム冗長性のためのバックアップ用システム オシレータ およびクロック障害検出機能を備えた製品も提供しています。 ウィンドウ式ウォッチドッグ タイマは、システムクロック とは別のクロック源を使ってコード実行エラーを検出し、 検出時にはMCUをリセットします。メイン システムクロック を使うデッドマンタイマ(DMT)は、ソフトウェアの誤動作の 検出と回復に便利です。PWMはフォルト検出機能を備え、 CPUはトラップ命令と不正オペコード検出を備えています。 ULおよびVDE認証済みクラスBソフトウェア スタックを使うと、 容易にIEC 60730へ適合できます。本ライブラリ ルーチンは、 エンド アプリケーションには影響せず重要な機能をテスト検 証します。詳細はwww.microchip.com/16bitfunctionalsafety をご覧ください。
IPC-9592B
に対応する堅牢な各種パッケージ
dsPIC33「GS」デバイスの中には、ノイズが非常に多い 環境向けの堅牢なパッケージを提供しているものがありま す。これらのパッケージを使うと、容易にIPC-9592B認証を 取得できます。28ピンUQFN (4×4 mm)または28ピンUQFN (6×6 mm)を選択できます。これらのパッケージはIPC-9592Bに定義された厚い多層PCB上で700回以上の温度サイ クル(－40/+125 ℃)に耐えるように設計されています。信頼性の高い3 V動作
PIC24 MCUとdsPIC33 DSCの動作電圧レンジは1.8～3.6 Vと 広く、以下のような高信頼動作を実現しています。
• POR/BOR/ウォッチドッグ タイマ(WDT)
• 最高周囲温度150 ℃
• 車載アプリケーション向けAEC-Q100グレード0認証
5 V
動作による信頼性の向上
PIC24 MCUおよびdsPIC33 DSCには、ノイズ耐性と信頼性を 向上させるために最大5 Vで動作するファミリがあります。5 V 動作デバイスを使うと、信号のダイナミック レンジが拡大し、 感度を向上させる事ができます。5 Vデバイスは、高信頼動 作を実現するため以下のような追加機能を備えています。 • バックアップ用システム オシレータ • ウィンドウ式ウォッチドッグ タイマ(WWDT) • フォルト検出付きPWM • 最高周囲温度150 ℃ • 車載アプリケーション向けAEC-Q100グレード0認証 5 V動作対応ファミリ フラッシュ ピン数 dsPIC33「EV」ファミリ 32～256 KB 28～64 PIC24F「KM」および「KA」ファミリ 8～32 KB 20～44
極限温度環境とAEC-Q100認定
多くのデバイスは最高125 ℃または150 ℃の周囲温度での動 作も保証されており、AEC-Q100グレード0認証を含む厳しい 車載および工業用途に対応しています。アプリケーション によっては過酷環境での動作が要求されます。PIC24 MCUと dsPIC33 DSCには、標準(85 ℃)、拡張動作温度(125 ℃)、最高 150 ℃対応デバイスがあります。 車載アプリケーションに関して言えば、弊社の製品は150 ℃ に対応するAEC-Q100グレード0認証をサポートしており、 特にエンジンルームへの応用に便利です。 詳細はwww.microchip.com/hightempを参照してください。 温度レンジ レンジ 製品番号の末尾 標準 －40～85 ℃ -I 拡張 －40～125 ℃ -E 高温 －40～150 ℃ -H www.microchip.com/hightemp www.microchip.com/16bitfunctionalsafety16ビット組み込み制御ソリューション 15
開発/評価ツール
PIC24/dsPIC33製品を使った設計およびプロトタイプ製作期間を短縮するため、各種開発ボードを提供しています。これらの
ボードには、MPLAB ICD 3/4インサーキット デバッガ、MPLAB REAL ICETMインサーキット エミュレータ、MPLAB PM3デバイス
プログラマを簡単に接続できます。多くのボードはプログラマ/デバッガも内蔵しています。開発ボードおよびスタータキット とMPLAB X IDEおよびMPLAB XC16 Cコンパイラを組み合わせて使うと、Microchip社の16ビットPIC MCU/dsPIC DSC製品の 知識と経験を短期間で得る事ができます。 写真 ツール 製品番号 概要 Explorer 16/32 開発ボード DM240001-2 DM240001-3 Explorer 16/32開発ボードはPIC24、dsPIC33、PIC32デバイスをサポートするモジュール 式開発システムです。本ボードは内蔵型プログラマ/デバッガ、USB通信機能とUSB-シリアル通信ブリッジを含む複数の新機能を実装しています。本ボードの幅広いエコ システムには、Click™ボード、Pmodボード、PICtail Plusドータカードをサポートする
mikroBUS™、Pmod、PICtail™ Plusインターフェイスが含まれています。関連文書は
www.microchip.com/Explorer1632を参照してください。 PIC24F Curiosity 開発ボード DM240004 PIC24F Curiosity開発ボードは低コスト、完全統合型、高機能で迅速に試作ができる プラットフォームであり、PIC24FJ128GA204 XLP MCUを実装済みです。16ビット PIC24 MCUの性能を活用するための理想的なプラットフォームです。 PIC24FJ256GA7 Curiosity 開発ボード DM240016 PIC24FJ256GA7 Curiosityボードは低コスト、完全統合型の16ビット開発プラットフォーム であり、これを使う事で低コストXLP 16ビットPIC24FJ256GA705ファミリMCUを使った 応用を簡単かつより迅速に設計できます。 PIC32MM Curiosity 開発ボード DM320101
PIC32MM Curisoity開発ボードは低コストMCUであるXLP PIC32MM「GPL」ファミリ
(PIC32MM0064GPL036)を実装済みです。本ボードは迅速な評価、実験、試作ができる
シンプルで使いやすいプラットフォームです。またプログラマ/デバッガを内蔵しており、
MPLAB® X IDEおよびMPLAB Code Configuratorとシームレスに統合できるため、設定
と開発が簡単です。 PIC32MM USB Curiosity
開発ボード DM320107
PIC32MM USB Curiosity開発ボードは、低コストMCUである新しいXLP(超低消費電力)
PIC32MM「GPM」ファミリを実装済みです。本ボードはPIC32MM GPMの迅速な評価、
実験、試作に役立つ簡単で使いやすいプラットフォームです。 dsPIC33CH Curiosity
開発ボード DM330028
dsPIC33CH Curiosityボードは、デュアルコア高性能DSCであるdsPIC33CH128MP508
ファミリ向けの開発プラットフォームです。本ボードはプログラマ/デバッガと
mikroBUSインターフェイスを実装済みです。本ボードに実装済みのスイッチング電源
(SMPS)回路は降圧、昇圧、昇降圧モードで動作できます。本ボードは負荷ステップ過
渡応答生成器も備えています。 dsPIC33EV 5 V CAN-LIN
スタータキット DM330018 本スタータキットはUSBバスパワーで動作し、dsPIC33EV256GM106を実装済みでCAN、LIN、SENT接続を備え、プログラマ/デバッガを内蔵しています。
モータ制御スタータ キット DM330015 本ボードはdsPIC33FJ16MC102モータ制御デバイスが駆動する小型3相BLDCモータを 実装しており、プログラマ/デバッガを内蔵し、9 V電源で動作します。本ボードを使う と、dsPIC33ファミリのモータ制御機能を低コストで評価できます。また、本ボード にはアプリケーション ノート『多数決関数を使った逆起電力フィルタリングによるセン サレスBLDC制御』(AN1160)に基づく全ソースコードが付属します。 デジタル電源スタータ キット DM330017-2 本ボードはdsPIC33EP64GS502デジタル電力変換デバイス、DC/DC同期降圧型コンバータ 電源段および昇圧型コンバータ電源段を実装済みです。各電源段はMOSFET制御による 5 Wの抵抗性負荷を備えています。本ボードは電圧、電流、温度、フォルト状態を表示 するディスプレイとプログラマ/デバッガを備えています。これらの機能は全て9 V電源 で動作します。 dsPIC33EP128GS808 開発ボード DM330026 dsPIC33EP128GS808開発ボードはスタンドアロン モードで動作できますが、CAN/LIN/ J2602 PICtail™ (Plus)ドータボードを接続する事もできます。スタンドアロン モードを 使うと、各種周辺モジュールの動作を試す事ができます。本ボードは電源機能をエミュ レートするための1次RCフィルタを備えています。本ボードをPICtail™ (Plus)ドータボード と接続すると、Explorer 16/32ボードを使わずにデュアル チャンネルのCAN/LIN通信に 使えます。 www.microchip.com/16bitdevtools
www.microchip.com/16bit
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ソフトウェア ライブラリ、ツール
PIC24 MCUとdsPIC33 DSCを使った開発をサポートするソフトウェア ライブラリ、サンプルコード、アプリケーション ノートを
提供しています。下表に、アプリケーション開発に役立つ代表的なソフトウェア ライブラリとツールを示します。 ソフトウェア 概要 参照先 16ビットCPUセルフテスト ライブラリ 16ビットCPUセルフテスト ライブラリを使うと、CPUコアの全機能が正常に機能している事を実 行中に検証できます。 www.microchip.com/libraries ブートローダ ブートローダ アプリケーションの開発に役立つアプリケーション ノートとサンプルコードを複 数提供しています。
• PIC24およびdsPIC33 (EZBL)向けソフトウェア ライブラリのための簡単なブートローダと、
UARTとI2Cのサンプル プロジェクト
• AN2601: ダウンタイムがない事を必須とするタイミングが重要なアプリケーションにおける
オンライン ファームウェア更新に関するライブ アップデートのサポートの説明
• AN1094: dsPIC30F、dsPIC33F、PIC24FJ、PIC24H向けの、コマンドライン インターフェイ スを備えたUARTベースのブートローダの説明
• AN1157: PIC24Fファミリとクイック プログラミング用GUIの説明
• CE417: 補助フラッシュを備えたdsPIC33EP向けのサンプルコード
• MLA USBスタックに含まれるUSBブートローダ
www.microchip.com/ezbl AN1094 AN1157 CE417 AN2601 クラスB安全規格ソフト ウェア ライブラリ Microchip社はローレベル ソフトウェア ルーチン ライブラリを開発済みであり、IEC 60730クラスB 安全規格の要件に容易に準拠できます。本ライブラリにはCPUレジスタ、プログラム カウンタ、 可変メモリ、フラッシュメモリ、クロックの各テストが含まれます(VBE認証済み)。 www.microchip.com/16bitfunctionalsafety AN1778 サンプルコード 周辺モジュールと機能を設定するのに便利な多数のサンプルコードを、製品ファミリごとに分類 して提供しています。
• PIC24EとdsPIC33Eのサンプルコード = CE4XX
• PIC24Fのサンプルコード = CE3XX • PIC24Hのサンプルコード = CE2XX • dsPIC33Fのサンプルコード = CE1XX • dsPIC30のサンプルコード = CE0XX www.microchip.com/codeexamples データEEPROM
エミュレーション 内蔵EEPROMを持たないデバイスでは、本アルゴリズムを使って内蔵フラッシュメモリでEEPROMをエミュレートする事で書き込み耐性を向上できます。 AN1095
デジタル電源設計スイート 本スイートにはインテリジェント デジタル電源設計を簡単にする、そのまま使えてロイヤリティ フリーのツールが含まれています。本スイートを使うと、高効率高性能な設計を低コスト短期間 で簡単に開発できます。 • dsPIC33 DSC向けに最適化済みのデジタル電源補償器ライブラリ • デジタル補償器設計ツール(DCDT)を使うと、最大性能を得るための補償器係数を計算できます。
• PMBus™スタックは、I2C通信インターフェイス上のPMBusプロトコルを実装します。
• MPLAB Code Configurator (MCC)は周辺モジュール設定用のグラフィカルなプログラミング ツールです。
• 各種のロイヤリティ フリーのアプリケーション固有ハードウェアおよびソフトウェアのリファ
レンス デザイン、サンプルコード、アプリケーション ノート、開発ボード
www.microchip.com/dcdt www.microchip.com/power
dsPICworks Data Analysis dsPICworks Data Analysisを使うと、時間と周波数の両方のドメインでDSPアルゴリズムを評価、
解析できます。信号生成およびDSP関数(FFTまたはDCT)も備えています。 www.microchip.com/SW300021 PIC24 MCU/dsPIC® DSC向け 固定小数点演算ライブラリ 本ソフトウェア ライブラリは、一般的なデジタル信号処理アプリケーション向けに速度最適化済み 関数セットを提供します。本I/Q演算ライブラリは、Q15演算をサポートする28個の関数とQ16演 算をサポートする37個の関数を含む、65個以上の汎用関数で構成されています。 www.microchip.com/libraries PIC24 MCU/dsPIC DSC向け 浮動小数点演算ライブラリ IEEE-754準拠浮動小数点演算ライブラリは、XC16コンパイラと一緒に配布されるコンパイル済み 数値演算ライブラリです。本ライブラリは標準Cヘッダファイル<math.h>をソースとする先進の 単精度/倍精度浮動小数点演算関数と三角関数演算関数を収めています。 www.microchip.com/libraries モータ制御 本ライブラリは3相制御のモータ制御ライブラリの他、MATLAB Simulinkモデル、チューニング ガイド、アプリケーション ノート、サンプルコードを収めています。®ブロックセット、モータ www.microchip.com/motor motorBench™
開発スイート
motorBench™開発スイートは低電圧モータ(最大48 V、10 A)の磁界制御(FOC)向けソフトウェア開発
用GUIツールであり、Motor Control Application Framework (MCAF)を使ってモータの重要パラメータの
正確な計測、フィードバック制御ゲインの自動チューニング、MPLAB® X IDEプロジェクト用ソース
コードの生成を行います。
www.microchip.com/motorBench XLP Battery
