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Software und Hardware auf höchstem Niveau
› PUMA
Key-Features
› Leistungsstarker Automotive Dual-Core Microcontroller
› Umfangreiche Analog- und Digital-I/O
› Kommunikationsschnittstellen CAN / FlexRay / LIN
› Integrierte universelle Leistungsendstufen
› Nennspannungsbereich 12 - 48 V
› Softwareentwicklung und Autocodegenerierung mit MATLAB/Simulink oder dSPACE TargetLink
› Einfache I/O-Konfiguration über grafische Benutzerschnittstelle in MATLAB
› CAN- und FlexRay-Konfiguration durch Import von DBC- und FIBEX-Files
› Applikation nach ASAP2 über XCP-on-Ethernet (z.B. mit Vector CANape oder ETAS INCA)
› Verfügbare Varianten: PUMA (ohne Leistungsendstufe)
PUMA-MPI (mit Motor Power Inverter)
PUMA-PTM (mit Power Transistor Module)
Anwendungsgebiet
Typisches Anwendungsgebiet von PUMA ist die modellbasierte Softwareentwicklung mit MATLAB/Simulink oder dSPACE
TargetLink, mit dem Fokus einer ersten seriennahen Funktions- und Konzeptbestätigung. Durch optional integrierte
Leistungsendstufen ist PUMA für die Ansteuerung unterschiedlichster elektrischer Aktuatoren wie beispielsweise
Synchron- und Asynchronmotoren, DC-Motoren oder Ventile prädestiniert.
Mit PUMA steht Ihnen eine universell einsetzbare Entwicklungsplattform auch für Feldversuche mit größeren
Versuchsflotten zu einem attraktiven Preis-/Leistungsverhältnis zur Verfügung.
› Prototyping Unit for Modelbased Applications
Mit PUMA bieten wir Ihnen eine kompakte, universell einsetzbare Rapid-Control-Prototyping-Plattform, optional mit integrierter Leistungselektronik, für die seriennahe modellbasierte Softwareentwicklung mit MATLAB/Simulink oder dSPACE TargetLink.
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› Hardware
PUMA
Das Logiksteuergerät PUMA bildet die Basis der Steuergeräteplattform. Der Logikteil basiert auf dem Dual-Core
Microcontroller Freescale MPC5675K. Umfangreiche analoge und digitale Schnittstellen ermöglichen die Anbindung
unterschiedlichster Peripheriegeräte. Als weitere Ergänzung ist ein leistungsstarker FPGA integriert, der rechenzeitintensive
I/O-Auswertungen übernimmt.
Für die Kommunikation mit anderen Steuergeräten stehen die gängigen Automotive Kommunikationsschnittstellen CAN,
FlexRay und LIN zur Verfügung.
Eine Ethernet-Verbindung zum Host-PC ermöglicht via XCP-Protokoll eine hohe Datenübertragungsrate für die Applikation
und Messdatenerfassung.
Communication Memory Analog I/O. Sensors
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Microcontroller (Freescale MPC5675K Dual Core 180 MHz)
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Digital I/O.
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› Automotive Dual-Core Microcontroller
› FPGA für I/O-spezifische Auswertealgorithmen
› Umfangreiche Analog- und Digital-I/O
› Spezielle Sensorschnittstellen
› FRAM mit Lese- und Schreibzugriff aus der Applikation
› Bussysteme CAN, FlexRay und LIN
› Ethernet-Applikationsschnittstelle via XCP-Protokoll (maximale Übertragungsrate 5 kHz)
› Nennspannungsbereich 12 – 48 V
Übersicht Schnittstellen und I/O
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PUMA-MPI
Die Variante PUMA-MPI (Logiksteuergerät PUMA mit Motor Power Inverter) verfügt über eine integrierte Hochstrom-
Leistungsendstufe für den Betrieb von elektronisch kommutierten 3-phasigen Motoren. Diese Leistungsendstufe ist mit
zahlreichen Sensoren zur Messung aller relevanten Spannungen, Ströme und Temperaturen ausgestattet. Darüber hinaus
sind Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter integriert.
› Hardware
Key-Features
› B6-Brücke
› Aufgebaut aus 3 diskreten Halbbrücken
› Parallel geschaltete Mosfets für erhöhte Stromtragfähigkeit
› Nennstrom Motorphasen: +/- 150 A
› Maximalstrom Motorphasen: +/- 240 A
› Sensorik
› Ströme und Spannungen: U-, V-, W-Phasen und DC-Zwischenkreis
› Temperaturen: PCB an U-, V-, W-Phase
› DC-Zwischenkreis
› Nennspannungsbereich: 12 ... 48 V
› Maximal zulässiger Spannungsbereich: 7 ... 58 V
› Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter
› Logikteil identisch PUMA
EMC-Filter Half Bridge 1 Half Bridge 2 Half Bridge 3
Blockdiagramm Leistungsendstufe MPI
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PUMA-PTM
Die Variante PUMA-PTM (Logiksteuergerät PUMA mit Power Transistor Module) bietet eine integrierte Leistungsendstufe
mit 4 identischen High-Power Halbbrücken und 4 identischen Low-Power Halbbrücken für die Ansteuerung
unterschiedlichster elektrischer Aktuatoren. Alle relevanten Spannungen, Ströme und Temperaturen werden gemessen.
Ebenso sind Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter integriert.
› Hardware
Key-Features
› 4 identische High-Power Halbbrücken
› kombinierbar z.B. als H-Brücken oder B6-Brücke
› Nennstrom/Maximalstrom: +/- 50 A
› 4 identische Low-Power Halbbrücken
› kombinierbar z.B. als H-Brücken oder B6-Brücke
› Nennstrom/Maximalstrom: +/- 7.5 A
› Sensorik
› Ströme und Spannungen: Halbbrücken und DC-Zwischenkreis
› Temperaturen: PCB an drei thermisch relevanten Stellen
› DC-Zwischenkreis
› Nennspannungsbereich: 12 ... 48 V
› Maximal zulässiger Spannungsbereich: 7 ... 58 V
› Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter
› Logikteil identisch PUMA
EMC-Filter 4 x Half Bridge High-Power
Blockdiagramm Leistungsendstufe PTM
4 x Half Bridge
Low-Power
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Softwarearchitektur
Die Kundenapplikation wird modellbasiert mit MATLAB/Simulink oder dSPACE TargetLink entwickelt und durch
Autocodegenerierung implementiert. Die Anbindung der kundenspezifischen Applikationssoftware an die Basissoftware
erfolgt über ein Run-Time Interface mit einer standardisierten Software-Schnittstelle.
Die Basissoftware unterhalb des Run-Time Interface stellen wir als modulares Software-Package zur Verfügung. Darin
enthalten sind das Echtzeit-Betriebssystem und der Bootloader für das Flashen der Applikation. Die Treiberbibliotheken
realisieren die Kommunikations- und Speicheranbindung sowie den Zugriff auf analoge und digitale Schnittstellen,
Sensoren und Leistungsendstufen.
Application Module n. . .Module 2Module 1
Run-Time Interface
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SensorDriver Lib.
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µC MPC5675K
› Software
PUMA-RTI
Das PUMA-RTI (Run-Time Interface) bildet die Schnittstelle zwischen
der Basissoftware und der in MATLAB/Simulink oder dSPACE TargetLink
entwickelten Kundenapplikation.
Die Konfiguration und Generierung dieser Schnittstelle erfolgt komfortabel
über eine grafische Benutzeroberfläche unter MATLAB. Darin werden unter
anderem die in der Kundenapplikation verwendeten I/O-Signale und
Sensoren, der Speicherzugriff auf den nicht flüchtigen Speicher (FRAM) sowie
die Leistungselektronik konfiguriert. Ebenso können CAN- oder FlexRay-
Buskommunikationen durch Import von DBC- bzw. FIBEX-Files definiert
werden.
Nach Abschluss der Konfiguration werden entsprechende Simulink-
Schnittstellenblöcke bereitgestellt, die per Drag & Drop in die
Kundenapplikation integriert werden und somit die Verlinkung des Modells
mit der Basissoftware herstellen.
Softwarearchitektur
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› Software
PUMA-RTI unterstützt die Autocodegenerierung sowohl mit Simulink Coder
(ehemals: Real-Time Workshop) als auch mit dSPACE TargetLink.
Bei Einsatz des Simulink Coder kann der Anwender alle Möglichkeiten von
Simulink wie beispielsweise zeitdiskrete oder zeitkontinuierliche Modelle oder
Multi-Rating verwenden.
Bei Verwendung von dSPACE TargetLink können ebenfalls alle TargetLink-
Funktionalitäten genutzt werden. Für die Autocodegenerierung wird das
Modell der Kundenapplikation von PUMA-RTI auf Knopfdruck nach TargetLink
Code Generation Units durchsucht, die später jeweils als eigene C-Funktionen
implementiert werden. In der PUMA-RTI Oberfläche erfolgt die Zuordnung
dieser C-Funktionen zu den einzelnen Echtzeittasks sowie die Definition ihrer
Aufrufreihenfolge innerhalb der jeweiligen Task.
Die Anbindung der Code Generation Units im Model an die PUMA Basissoftware
erfolgt wie üblich über Verlinkung der TargetLink Inport- und Outport-Blöcke
mit dem Data-Dictionary (DD). Dazu kann im PUMA-RTI ein beliebiges DD-File
angegeben werden. Die für die Anbindung der Basissoftware benötigten DD-
Variablen werden auf Knopfdruck automatisch im DD angelegt.
Ebenso können festkommaskalierte Code Generation Units auf PUMA
implementiert werden. Somit kann die entwickelte Software ohne
Umwege auf der späteren Serien-ECU implementiert und parallel auf PUMA
weiterentwickelt werden.
Einen weiteren Vorteil bietet die PUMA-RTI Entwicklungsumgebung im
Hinblick auf die Software-Qualifizierung und -Qualitätssicherung. Alle in
Simulink verwendeten PUMA-Schnittstellenblöcke sind so implementiert,
dass die Kundenapplikation closed-loop mit einem Simulationsmodell der
Regelstrecke verknüpft werden kann. Auf diese Weise kann das gleiche Modell
sowohl für die Codegenerierung als auch für die MIL- und SIL-Simulation
verwendet werden.
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› Software
Key-Features
› Kalibrieren und Messen via Ethernet Schnittstelle auf PUMA Hardware
› Visualisieren und Aufzeichnen mit bis zu 5kHz
› Abspeichern von Messdaten im HDF5-Format (kompatibel mit MATLAB zur Datenauswertung)
› Einfache und intuitive Bedienung
› Freie Gestaltung von Oberflächen (Multi-Tab)
› Grafische und/oder numerische Anzeige von Messdaten
› Numerische Eingabe von Kalibrierwerten
› Zusätzliche Messwerkzeuge (X/Y Cursor, Statistikfunktionen, Spike-Erkennung)
Applikation
Das Applizieren und Flashen erfolgt nach ASAP2 über das standardisierte XCP-Protokoll. Dafür steht eine Ethernet-
Schnittstelle zur Verfügung, mit der sich hohe Datenübertragungsraten von bis zu 5 kHz auch für eine große Anzahl
von Signalen realisieren lassen. Durch das XCP-Protokoll lassen sich neben dem Tool PUMA-CMI auch andere am Markt
verbreiteten Werkzeuge mit XCP-Unterstützung (z.B. Vector CANape, ETAS INCA) für die Applikation einsetzen.
PUMA-CMI
Im Lieferumfang der PUMA Software stellen wir
ebenfalls das Tool PUMA-CMI (Calibration and
Measurement Interface) zur Verfügung, womit
online Parameter kalibriert sowie Daten visualisiert
und aufgezeichnet werden können. Das Tool
ermöglicht eine individuelle Gestaltung beliebig
vieler Tabs. Messdaten werden im HDF5-Format
abgespeichert und können problemlos unter
MATLAB für die weitere Analyse importiert werden.
Die Verbindung zur PUMA Hardware erfolgt wie
gewohnt über eine Ethernet-Verbindung.
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Wir bieten unsere Entwicklungsplattform in den Varianten PUMA (reines Logiksteuergerät), PUMA-MPI (Logiksteuergerät
PUMA mit integriertem Motor Power Inverter) und PUMA-PTM (Logiksteuergerät PUMA mit integriertem Power Transistor
Module) an.
PUMA
Microcontroller Freescale Qorivva MPC5675K Dual Core mit 180MHz CPU-Taktfrequenz
Speicher SRAM 512 kByte (prozessorintern), 2048 kByte (extern)Flash 2048 kByteNVRAM 8 kByte
FPGA Lattice XP2-8E
Bussysteme 4 x CAN (Wake-Up fähig)1 x FlexRay (Wake-Up fähig)1 x LIN
I/O-Schnittstellen 4 x Analog In (Differentiell) -10 … 10 V4 x Analog In (Differentiell) -5 … 5 V4 x Analog In (Single-Ended) 0 … 5 V4 x Analog Out (Single-Ended) 0 … 5 V4 x PWM In Frequenz 1 Hz … 1 MHz4 x PWM Out Frequenz 230 Hz … 100 kHz4 x Digital In 0 … 5 V4 x Digital Out 0 … 5 V
Sensor-Schnittstellen 2 x Quadratur-Enkoder (1x Differentiell, 1x Single Ended)2 x PT-1002 x SENT2 x 5 V SENT Sensorversorgung (schaltbar)2 x 5 V digitale Sensorversorgung (schaltbar)2 x 5 V analoge Sensorversorgung (schaltbar)2 x Usupply Sensorversorgung (schaltbar)
Applikationsschnittstellen XCP-on-Ethernet 100 Mbit/s, Maximale Übertragungsrate 5kHz.Optional: XCP-on-CAN oder XCP-on-FlexRay
Betriebsumgebung Nennspannungsbereich: 12 … 48 VMaximal zulässiger Spannungsbereich: 7 … 58 VWake-Up Fähigkeit über KL15, CAN, FlexRayTemperaturbereich: -40° … 85°CAluminiumgehäuse, spritzwassergeschützt und staubdicht
Steckverbinder Kommunikation, I/O und Sensorik: D-SUB HD 44 Pin und D-SUB HD 62 PinEthernet: RJ-45
Abmessungen 194 x 52 x 123 mm (B x H x T)
› Technische Daten
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› Technische Daten
PUMA-MPI
Logikteil Siehe PUMA
Inverter B6-Brücke mit parallel geschalteten MosfetsNennstrom Motorphasen: +/-150 AMaximalstrom Motorphasen: +/-240 ASchaltfrequenz MOSFET‘s: 5 … 20 kHz
Interne Sensorik Ströme: U-, V-, W-Phasen und DC-ZwischenkreisSpannungen: U-, V-, W-Phasen, DC-Zwischenkreis und VersorgungTemperaturen: PCB an U-, V-, W-Phase
Betriebsumgebung Nennspannungsbereich: 12 … 48 VMaximal zulässiger Spannungsbereich: 7 … 58 VVerpolschutzVorladestufe für DC-ZwischenkreiskondensatorenEMV-ZwischenkreisfilterTemperaturbereich: -40° … 125°CAluminiumgehäuse, spritzwassergeschützt und staubdicht
Anschlussklemmen 5 x M8 Kabelschuhe(2 x Versorgung +/– und 3 x Motorphasen U V W)
Abmessungen 194 x 64 x 123 mm (B x H x T)
Tel.: +49 (0)221 / 16 80 59 - 0Fax: +49 (0)221 / 16 80 59 - 49info@adcos.dewww.adcos.de
adcos GmbHZollstockgürtel 67D-50969 Köln
PUMA-PTM
Logikteil Siehe PUMA
High-Power Halbbrücken 4 x Halbbrücke, beliebig miteinander kombinierbar(2 x H-Brücke oder 1 x B6-Brücke und 1 x Halbbrücke)Nennstrom/Maximalstrom je Halbbrücke: +/- 50 ASchaltfrequenz MOSFET´s: 5 … 30kHz
Low-Power Halbbrücken 4 x Halbbrücke, beliebig miteinander kombinierbar(2 x H-Brücke oder 1 x B6-Brücke und 1 x Halbbrücke)Nennstrom/Maximalstrom je Halbbrücke: +/- 7.5 ASchaltfrequenz MOSFET´s: 5 … 30kHz
Interne Sensorik Strom: Halbbrücken und DC-ZwischenkreisSpannungen: Halbbrücken, DC-Zwischenkreis und VersorgungTemperaturen: 3 x PCB
Betriebsumgebung Nennspannungsbereich: 12 … 48 VMaximal zulässiger Spannungsbereich: 7 … 58 VVerpolschutzVorladestufe für DC-ZwischenkreiskondensatorenEMV-ZwischenkreisfilterTemperaturbereich: -40° … 125°CAluminiumgehäuse, spritzwassergeschützt und staubdicht
Anschlussklemmen 7 x M6 Kabelschuhe und 4 x M4 Kabelschuhe(2 x Versorgung +/-, 4 x High-Power Phasen, 4 x Low-Power Phasen, 1 x Low-Power Plus)
Abmessungen 194 x 64 x 123 mm (B x H x T)
› Technische Daten