Controllori di segnale digitale per alimentazione AI e controllo motori

Microchip Technology ha ampliato la propria gamma di controllori di segnale digitale dsPIC33A con un nuovo componente destinato a data center AI ad alta densità, sistemi automobilistici e applicazioni industriali. Il dispositivo combina controllo deterministico in tempo reale, integrazione analogica ad alta velocità e crittografia post-quantistica per soddisfare i requisiti di prestazioni e sicurezza dei sistemi embedded.

Integrazione per la conversione di potenza e il controllo intelligente
Il dsPIC33AK256MPS306 è progettato per applicazioni come conversione DC-DC, controllo motori e rilevamento intelligente, dove sono richiesti elevata efficienza e cicli di controllo rapidi. È basato su un core a 32 bit operante a 200 MHz e integra un’unità in virgola mobile a doppia precisione per supportare algoritmi complessi.

Il dispositivo include moduli PWM ad alta risoluzione (78 ps), convertitori analogico-digitali a 12 bit fino a 40 MSPS, comparatori ad alta velocità (5 ns) e convertitori digitale-analogico con compensazione di pendenza. Queste caratteristiche consentono cicli di controllo deterministici per sistemi ad alta frequenza di commutazione, inclusi quelli basati su semiconduttori SiC e GaN.

Questa integrazione contribuisce all’ottimizzazione della catena di approvvigionamento digitale, in particolare nei data center AI, dove la gestione efficiente dell’energia è fondamentale.

Prestazioni in tempo reale per il controllo motore avanzato
L’architettura del controllore consente l’esecuzione delle funzioni trigonometriche seno e coseno in 20 ns, facilitando l’implementazione della Field-Oriented Control (FOC) e degli algoritmi di controllo della posizione.

Le interfacce di feedback motore integrate, come BiSS-C, EnDat e resolver, permettono un controllo preciso in tempo reale in applicazioni quali robotica, automazione industriale e mobilità elettrica.

La combinazione di capacità di calcolo e periferiche analogiche consente un controllo in anello chiuso con latenza ridotta e maggiore precisione, essenziale per sistemi dinamici ad alte prestazioni.

Sicurezza integrata e compatibilità post-quantistica
Il dispositivo integra funzionalità di sicurezza hardware che supportano secure boot, aggiornamenti firmware sicuri e debug protetto. Include inoltre librerie crittografiche conformi ai requisiti CNSA 2.0, con supporto per algoritmi resistenti ai computer quantistici.

La crittografia accelerata hardware è adatta ad architetture di alimentazione Open Compute Project (OCP) e ad altri sistemi in tempo reale connessi. Il supporto agli aggiornamenti senza interruzione risponde alle esigenze di continuità operativa delle infrastrutture moderne.

Connettività e architetture di rilevamento scalabili
Il controllore integra connettività I3C per telemetria a bassa latenza e reti di sensori scalabili, particolarmente rilevanti nei rack di server e nei sistemi industriali. Supporta inoltre CAN FD, LIN, SPI, I2C e SENT per l’integrazione nei sistemi embedded.

Un controller touch integrato e convertitori A/D con sovracampionamento fino a 16 bit semplificano la progettazione di interfacce uomo-macchina e sistemi di rilevamento avanzati senza necessità di componenti esterni, riducendo la complessità e la distinta base.

Sicurezza funzionale ed ecosistema di sviluppo
Il dispositivo è sviluppato in conformità agli standard ISO 26262 e IEC 61508, facilitando la certificazione nelle applicazioni critiche automotive e industriali. È progettato per operare fino a 150 °C, soddisfacendo i requisiti del settore automobilistico.

La famiglia dsPIC33A è supportata dall’ecosistema di sviluppo Microchip, inclusi MPLAB X IDE, strumenti di generazione del codice e framework di machine learning. È compatibile con Zephyr RTOS, FreeRTOS e SafeRTOS, consentendo l’integrazione in architetture software embedded scalabili all’interno di un ecosistema dati automotive o industriale.

Prototipazione e implementazione
Microchip offre moduli di sviluppo per il controllo motori e l’alimentazione digitale, supportando applicazioni a bassa e alta tensione. La compatibilità con MATLAB e le librerie di riferimento accelera lo sviluppo e la validazione dei sistemi.

La versione dsPIC33AK128MPS103 è disponibile in produzione di massa, con un prezzo unitario a partire da 1,20 USD.

Posizionamento nei sistemi embedded
Il dsPIC33AK256MPS306 rappresenta l’evoluzione dei controllori di segnale digitale verso soluzioni altamente integrate che combinano controllo, rilevamento, connettività e sicurezza. Questo livello di integrazione risponde alla crescente complessità dei sistemi che richiedono contemporaneamente efficienza energetica, prestazioni in tempo reale e cybersicurezza.

Redatto dalla giornalista industriale Sucithra Mani con il supporto dell’IA.

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