Сделано в России. В России раработан контроллер АСУ ТП, индустриальных систем и автоэлектроники
Воронежский НИИ электронной техники продолжает реализацию проектов по созданию микроконтроллеров на ядре RISC-V для различных задач актуальных на гражданском рынке. Данные разработки помогут снизить зависимость отечественных производителей от зарубежных изделий микроэлектроники.
Двухъядерный 32-разрядный контроллер, созданный инженерами из Воронежа, найдет применение в сферах АСУ ТП, индустриальных системах и автоэлектронике. АСУ ТП — это комплекс аппаратных и программных средств, необходимых для автоматического управления работой оборудования или процессами промышленного производства. Основным назначением АСУ ТП является обеспечение автоматического контроля и управления технологическими процессами, что позволяет увеличивать КПД производства, экономить ресурсы и снижать затраты, увеличивать безопасность и надежность работы. Новый контроллер способен обеспечивать стабильную и бесперебойную работу устройств и датчиков.
Микроконтроллеры принято разделять по разрядности данных, над которыми они проводят операции. В подавляющем большинстве случаев сегодня в разработках устанавливают 32-разрядные. Несмотря на сложное устройство механизм работы микроконтроллера очень прост — он основан на аналоговом принципе действия. Система имеет только две команды «сигнал» и «нет сигнала». Из этих сигналов в его память вписывается код определенной команды. Контроллер считывает команду и выполняет ее, сочетая отдельные команды между собой в уникальную программу, по которой будет работать любое электронное устройство именно так, как требуется. В настоящее время большинство контроллеров созданы по архитектуре RISC.
Состав и функциональные особенности:
— два процессорных ядра RISC-V SRC5 ф. Syntacore (32-бита, 32 регистра, со встроенным умножителем, блоком плавающей точки, поддержкой DSP инструкций, отладчиком) с частотой до 204 МГц;
— 32-канальный DMA контроллер общего назначения с поддержкой операций пересылки периферия-SRAM;
— контроллер внешней памяти (EMC), поддерживающий SRAM, ROM, NOR Flash и SDRAM;
— оперативную память SRAM данных объёмом 512 КБайт с поддержкой ECC;
— Flash-память программ:
объёмом 4096 Кбайт с поддержкой ECC и вызовом прерывания по окончании операций записи/стирание (в случае недостижения целевой цены на микроконтроллер возможно пересогласование данного параметра отдельным протоколом); минимальный сегмент стирания не более 2КБайт; поддержка режима RWW (организация памяти — 4×1 Мбайт с независимыми операциями чтения и записи из разных блоков);— Flash-память данных с возможностью исполнения кода и размещения загрузчика:
объемом 512 Кбайт с поддержкой ECC; минимальный сегмент стирания не более 2КБайт;— память данных типа ОТР объемом 16 КБайт;
— шестнадцать 32-разрядных мультифункциональных таймера с поддержкой PWM и режима захвата со следующими особенностями:
- индивидуальные регистры периодов;
возможность тактировать таймер от пина контроллера;
отдельный 16-битный делитель для каждого таймера (в виде счетчика);
возможность тактирования таймера от события переполнения другого таймера;
настройка направления счета (вверх/вниз);
4 внешних вывода, используемых для тактирования таймера/события захвата/вывода ШИМ (в зависимости от режима — TMR/CAP/PWM);
8 компараторов на каждый таймер с функциями захвата/сравнения; без возможности задержки генерации выходного сигнала на настраиваемое кол-во тактов тактирующей частоты,
возможность использовать сигналы периферийных блоков (GPIO, ACMP, ADC, PWM) в качестве источников событий захвата;
возможность одновременного запуска/остановки всех таймеров.
— шестнадцать 2-канальных блоков ШИМ аналогичных 1921ВК028;
— часы реального времени RTC c батарейным питанием с тактированием от внешнего генератора 32,768 кГц, контролем генерации и автоматическим переходом на внутренний генератор в случае сбоев с поддержкой режимов:
подключения внешнего резонатора (или генератора) 32.768 кГц, работы в режиме SLEEP;— блок ускорения криптографии, включающий генератор случайных чисел (TRNG), модули вычисления контрольной суммы CRC32 и шифрования по алгоритмам AES 128/256, Кузнечик, Магма, HASH;
— два порта последовательного интерфейса Quad SPI;
— восемь портов UART;
— восемь портов LIN;
— восемь портов SPI со следующими особенностями:
протоколы SSI, Motorolla, Microwire, настройка полярности и фазы, минимум 2 варианта альтернативных выводов на каждый блок, программное управление скоростью обмена, программируемая длительность информационного кадра от 4 до 32 бит, частота до 50 МГц в режиме ведущего и до 8 МГц в режиме ведомого;— два контроллера интерфейса I2C;
— четыре двенадцатиканальных 12-битных АЦП со следующими особенностями:
- максимальная скорость преобразования — 1 MSPS,
работа под управлением восьми секвенсоров, каждый из которых позволяет независимо произвести запуск измерений по необходимым каналам АЦП и сгенерировать прерывание,
запуск преобразования от внешнего тактового сигнала (таймер, порт, ШИМ),
одиночный, циклический режимы работы с перезапуском, с возможностью усреднения результатов,
24 независимых цифровых компаратора, отслеживающих и сравнивающих измерения с пороговыми значениями для формирования прерываний и сигналов управления другими блоками микроконтроллера,
восемь буферов результатов измерений (каждый организован по типу FIFO),
2 уровня приоритета каналов;
— два двенадцатиразрядных ЦАП;
— четыре аналоговых компаратора;
— два порта USB 2.0 Full speed, Host/Device с интегрированным модулем PHY;
— один порт интерфейса Ethernet 10/100/1000 с интегрированным модулем PHY со следующими особенностями:
FullDuplex, использование DMA для приема/передачи данных;— восемь портов интерфейса CAN;
— два порта интерфейса I2S;
— датчик температуры;
— порты ввода вывода GPIO со следующими особенностями:
- разрядность 16-бит;
количество GPIO должно быть максимально возможным;
возможность чтения состояния вывода в независимости от выбора альтернативных функций;
персональная настройка функций каждого пина,
возможность изменения состояния выходного пина через дополнительный регистр (SET, CLEAR, TOGGLE, маскированный вывод),
возможность настройки прерывания по настраиваемым фронтам входного сигнала.
— корпус QFP-208.
Планируемый срок начала поставок изделия — 1 квартал 2026.
Всего в разработке четыре микроконтроллера на основе открытой архитектуры RISC‑V, подходящие для применения в различных системах — от аппаратуры автоматизированных систем управления технологическим процессом до устройств интернета вещей и портативной техники. Подробнее об этом, и других новинках НИИ электронной техники, выпускаемых в рамках проекта «Разработка и освоение в серийном производстве 32-разрядных микроконтроллеров» с использованием программы субсидирования в соответствии с постановлением Правительства РФ от 24 июля 2021 года № 1252, можно узнать здесь.
Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.
