TRINAMIC Motion Control erweitert sein Portfolio für EtherCAT Slave Controller ICs mit integrierten Peripherieblöcken für die Motorsteuerung. TMC8461 und TMC8462 sind die weltweit ersten EtherCAT Slave Controller mit 24 V-Hochspannungs-I/Os und zwei integrierten Schaltreglern. TMC8462 verfügt zusätzlich über integrierte Ethernet PHYs für minimalen Platzbedarf auf dem Board. Beide ICs nutzen PWM und I/O-Peripherieblöcke mit Schritt- und Richtungssignalen, die kein Routing über die Firmware eines Anwendungsprozessors erfordern. Somit sind die ICs ideal für Industrie 4.0-Lösungen, Automatisierungstechnik und andere Anwendungen, für die eine Echtzeit-Reaktion notwendig ist, weil die Latenzzeit entfällt.
 
„Wir gehen davon aus, dass EtherCAT für die Embedded Automation immer mehr an Bedeutung gewinnt, weil die Miniaturisierung durch die begrenzten Platzverhältnisse vorangetrieben wird“, erklärt Michael Randt, Gründer und CEO von Trinamic. „Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, haben wir TMC8461 und TMC8462 als „U-Chip“ entwickelt. Wir nennen dieses Design so, weil außer dem Mikrocontroller selbst alle Komponenten eines typischen Embedded EtherCAT-Slave-Modul integriert sind. Der Mikrocontroller wurde nicht integriert, weil Entwickler tendenziell an den Mikrocontroller- und Programmier-Toolketten festhalten.“
 
Mit ihren umfassenden Peripherieblöcken und Funktionen erweitern die Slave Controller die EtherCAT-Kerntechnologie: Sie sind mit einem intelligenten Peripherieblock, der über ein MCU oder EtherCAT-Master zugänglich ist, ausgestattet. Neben der PWM-Einheit und einer Schritt-/ Richtungsschnittstelle verfügen die ICs über einen SPI Master und eine Encoder-Schnittstelle, die über den Speichermanager direkt auf das PDO (Prozessdatenobjekt) gemappt werden kann. Diese einzigartige SPI-Schnittstelle ermöglicht latenzfreies Lesen von einem ADC oder Encoder und Schreiben an einen DAC.

Ebenfalls enthalten ist ein Standalone-Modus, mit dem ein direktes Mapping der integrierten Peripherieblöcke auf Bus-Register möglich ist, während eine externe MCU parallel höherschichtige Protokollabläufe ausführen kann. Für eine hohe Interoperabilität wurden umfassende Prüfungen für die Hardware der TMC8461/TMC8462-Kommunikation mit dem vorhandenen EtherCAT Slave Controller von Beckhoff durchgeführt.
 
Bild: TMC8461-BA, Trinamic

Wie alle ICs von Trinamic profitieren TMC8461 und TMC8462 von dem umfassenden Evaluierungssystem „Landungsbrücke“ des Unternehmens. Das System umfasst Evaluationsboards, Referenzdesigns und für diese neuen Chips EtherCAT-Muster-Softwarestacks für Cortex MCUs. Alle Tools für die Konfiguration und Parametrierung sind in der integrierten Entwicklungsumgebung von Trinamic enthalten. Die Slave Controller können mit jeder MCU mit SPI-Schnittstelle oder einzeln im SPI-Emulationsmodus verwendet werden.

TMC8461-BA mit einem BGA144-Gehäuse (10x10) ist ab Mai 2018 verfügbar, ebenso wie TMC8462-BA mit einem BGA121-Gehäuse (9x9). Die ICs erfüllen die mit einem Temperaturbereich von -40 °C bis 125 °C den Automotive Temperatur-Standard.

Features und Leistung:

  • EtherCAT-konformer Slave Controller
  • 8 Hochspannungs-I/Os (bis 35 V, 100 mA)
  • 2 x Schaltregler für Netzeinspeisung
  • Multifunktionsblock umfasst Watchdog, 4 PWM-Ausgänge und Takt- /Richtungsgeber
  • TMC8461: 2 MII-Schnittstellen für externe Ethernet-PHYs
  • TMC8462: 2 integrierte 100 Mbit Ethernet-PHYs