SoC MSP430FR600 для ультразвуковых расходомеров

Компания Texas Instruments представляет систему-на-кристалле для ультразвуковых счетчиков воды и тепла, базирующихся на микроконтроллере серии MSP430FR600x (рис. 1). Модуль USS (ultrasonic sensing solution), входящий в состав устройства, обеспечивает высокую точность измерения в широком диапазоне скоростей потока. Данная архитектура позволяет достичь сверхнизкого энергопотребления в сочетании с низкой стоимостью системы, благодаря высокой интеграции, требующей очень мало внешних компонентов. MSP430FR600x осуществляет высокоскоростное преобразование сигнала с помощью АЦП и последующую оптимизированную цифровую обработку интегрированным модулем ускорителя с низким энергопотреблением (LEA).

Модуль USS (рис. 2) включает в себя программируемый генератор импульсов (PPG) и физический интерфейс (PHY) с низкоимпедансным драйвером для оптимального возбуждения датчика и получения наилучших результатов для дрейфа нулевого потока (ZFD). В приемном тракте имеется программируемый усилитель (PGA) и высокоскоростной 12-разрядный сигма-дельта АЦП (SDHS) для получения сигнала высокой точности от стандартных ультразвуковых преобразователей. Кроме того, MSP430FR600x содержит другие периферийные устройства позволяющие улучшить системную интеграцию для измерений. Этот микроконтроллер имеет LCD-драйвер, RTC, 12-разрядный SAR АЦП, аналоговый компаратор, ускоритель шифрования (AES256) и модуль CRC.

MSP430FR600x поддерживается обширной экосистемой аппаратного и программного обеспечения с образцами проектов и примерами кода для быстрого начала проектирования. TI также предоставляет свободное программное обеспечение, включая центр ультразвукового проектирования, библиотеки программного обеспечения ультразвукового зондирования и пакет документации для микроконтроллеров MSP430.

Особенности:

• Лучшее в своем классе ультразвуковое измерение потока воды со сверхнизким энергопотреблением;
  • Точность дифференциального времени полета (dTOF): 100 пс;
  • Высокоточное разрешение измерения времени: 20 пс;
  • Способность обнаруживать низкие скорости потока (от 4 до 6 л/ч);
  • общее потребление тока при одном измерении в секунду: 3.8 мкА;
• Соответствие стандартам ISO 4064, OIML R49 и EN 1434;
• Возможность прямого подключения стандартных ультразвуковых датчиков (до 2.5 МГц);
• Интегрированный AFE ультразвукового датчика;
• Ускоритель с низким энергопотреблением (LEA);
• Встроенный микроконтроллер:
  • 16-битная RISC-архитектура, до 16 МГц;
  • широкий диапазон напряжения питания: 3.6…1.8 В;
• Оптимизированные режимы сверхнизкого потребления:
  • активный режим: 120 мкА/МГц;
  • режим ожидания 450 нА с часами в реальном времени (RTC) (LPM3.5);
  • потребление в выключенном состоянии: 30 нА (LPM4.5);
• FRAM-память:
  • до 256 КБ энергонезависимой памяти;
  • ультранизкое потребление при записи;
  • быстрая запись на 125 нс/слово (64 KB за 4 мс);
  • унифицированная память – программа и хранение данных в одном пространстве;
  • 1015 циклов записи;
  • радиационно-стойкая и не чувствительная к магнитным полям;
• Интеллектуальные цифровые периферийные устройства;
• Аналоговые устройства с улучшенными характеристиками;
• Многофункциональные порты ввода/вывода;
• Безопасность кода и шифрование;
• Универсальный последовательный интерфейс eUSCI;
• Гибкая система тактирования;
• Средства разработки и программное обеспечение:
  • графический пользовательский интерфейс Ultrasonic Sensing Design Center;
  • библиотека программного обеспечения для ультразвуковых приложений;
  • EVM430-FR6047 - модуль счетчика воды;
  • MSP-TS430P-100E - плата для 100-контактного корпуса;
  • MSP430Ware - пакет документации для микроконтроллеров MSP430

Рис. 1. Функциональная схема MSP430FR600x
 

Рис. 2. Структурная схема подсистемы USS

Производители: Texas Instruments

Разделы: Микроконтроллеры

Опубликовано: 02.07.2020