Prototyping Unit for Modelbased Applications - adcos.de · PDF fileMicrocontroller Freescale...

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    adcos GmbHZollstockgrtel 67D-50969 Kln

    Software und Hardware auf hchstem 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 ber grafische Benutzerschnittstelle in MATLAB

    CAN- und FlexRay-Konfiguration durch Import von DBC- und FIBEX-Files

    Applikation nach ASAP2 ber XCP-on-Ethernet (z.B. mit Vector CANape oder ETAS INCA)

    Verfgbare 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 Konzeptbesttigung. Durch optional integrierte

    Leistungsendstufen ist PUMA fr die Ansteuerung unterschiedlichster elektrischer Aktuatoren wie beispielsweise

    Synchron- und Asynchronmotoren, DC-Motoren oder Ventile prdestiniert.

    Mit PUMA steht Ihnen eine universell einsetzbare Entwicklungsplattform auch fr Feldversuche mit greren

    Versuchsflotten zu einem attraktiven Preis-/Leistungsverhltnis zur Verfgung.

    Prototyping Unit for Modelbased Applications

    Mit PUMA bieten wir Ihnen eine kompakte, universell einsetzbare Rapid-Control-Prototyping-Plattform, optional mit integrierter Leistungselektronik, fr die seriennahe modellbasierte Softwareentwicklung mit MATLAB/Simulink oder dSPACE TargetLink.

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    Hardware

    PUMA

    Das Logiksteuergert PUMA bildet die Basis der Steuergerteplattform. Der Logikteil basiert auf dem Dual-Core

    Microcontroller Freescale MPC5675K. Umfangreiche analoge und digitale Schnittstellen ermglichen die Anbindung

    unterschiedlichster Peripheriegerte. Als weitere Ergnzung ist ein leistungsstarker FPGA integriert, der rechenzeitintensive

    I/O-Auswertungen bernimmt.

    Fr die Kommunikation mit anderen Steuergerten stehen die gngigen Automotive Kommunikationsschnittstellen CAN,

    FlexRay und LIN zur Verfgung.

    Eine Ethernet-Verbindung zum Host-PC ermglicht via XCP-Protokoll eine hohe Datenbertragungsrate fr die Applikation

    und Messdatenerfassung.

    Communication Memory Analog I/O. Sensors

    FRA

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    4kBi

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    Microcontroller (Freescale MPC5675K Dual Core 180 MHz)

    4 x

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    4 x

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    Digital I/O.

    4 x

    PWM

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    4 x

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    PWM

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    ital O

    utKey-Features

    Automotive Dual-Core Microcontroller

    FPGA fr 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 bertragungsrate 5 kHz)

    Nennspannungsbereich 12 48 V

    bersicht Schnittstellen und I/O

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    PUMA-MPI

    Die Variante PUMA-MPI (Logiksteuergert PUMA mit Motor Power Inverter) verfgt ber eine integrierte Hochstrom-

    Leistungsendstufe fr den Betrieb von elektronisch kommutierten 3-phasigen Motoren. Diese Leistungsendstufe ist mit

    zahlreichen Sensoren zur Messung aller relevanten Spannungen, Strme und Temperaturen ausgestattet. Darber hinaus

    sind Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter integriert.

    Hardware

    Key-Features

    B6-Brcke

    Aufgebaut aus 3 diskreten Halbbrcken

    Parallel geschaltete Mosfets fr erhhte Stromtragfhigkeit

    Nennstrom Motorphasen: +/- 150 A

    Maximalstrom Motorphasen: +/- 240 A

    Sensorik

    Strme und Spannungen: U-, V-, W-Phasen und DC-Zwischenkreis

    Temperaturen: PCB an U-, V-, W-Phase

    DC-Zwischenkreis

    Nennspannungsbereich: 12 ... 48 V

    Maximal zulssiger 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 (Logiksteuergert PUMA mit Power Transistor Module) bietet eine integrierte Leistungsendstufe

    mit 4 identischen High-Power Halbbrcken und 4 identischen Low-Power Halbbrcken fr die Ansteuerung

    unterschiedlichster elektrischer Aktuatoren. Alle relevanten Spannungen, Strme und Temperaturen werden gemessen.

    Ebenso sind Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter integriert.

    Hardware

    Key-Features

    4 identische High-Power Halbbrcken

    kombinierbar z.B. als H-Brcken oder B6-Brcke

    Nennstrom/Maximalstrom: +/- 50 A

    4 identische Low-Power Halbbrcken

    kombinierbar z.B. als H-Brcken oder B6-Brcke

    Nennstrom/Maximalstrom: +/- 7.5 A

    Sensorik

    Strme und Spannungen: Halbbrcken und DC-Zwischenkreis

    Temperaturen: PCB an drei thermisch relevanten Stellen

    DC-Zwischenkreis

    Nennspannungsbereich: 12 ... 48 V

    Maximal zulssiger 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 ber ein Run-Time Interface mit einer standardisierten Software-Schnittstelle.

    Die Basissoftware unterhalb des Run-Time Interface stellen wir als modulares Software-Package zur Verfgung. Darin

    enthalten sind das Echtzeit-Betriebssystem und der Bootloader fr 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

    CommunicationDriver Lib.

    Boot-loader

    Real-TimeOS

    MemoryDriver Lib.

    I/ODriver Lib.

    SensorDriver Lib.

    Power Stage.

    SRA

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    4 x

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    In

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    S.E.

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    Ray

    4 x

    CA

    N

    LIN

    XCP

    C 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

    ber eine grafische Benutzeroberflche unter MATLAB. Darin werden unter

    anderem die in der Kundenapplikation verwendeten I/O-Signale und

    Sensoren, der Speicherzugriff auf den nicht flchtigen Speicher (FRAM) sowie

    die Leistungselektronik konfiguriert. Ebenso knnen CAN- oder FlexRay-

    Buskommunikationen durch Import von DBC- bzw. FIBEX-Files definiert

    werden.

    Nach Abschluss der Konfiguration werden entsprechende Simulink-

    Schnittstellenblcke 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 untersttzt die Autocodegenerierung sowohl mit Simulink Coder

    (ehemals: Real-Tim