MSP430FR6043 ガスと水道の流量測定アプリケーション向けの超音波セ ンシング MSP430™ マイコン | TIJ.co.jp

MSP430FR6043 (供給中) ガスと水道の流量測定アプリケーション向けの超音波セ ンシング MSP430™ マイコン

 

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EVM for evaluation of ultrasonic sensing gas and water applications (EVM430-FR6043). Order now

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概要

テキサス・インスツルメンツの MSP430FR6043 SoC は、MSP430 超音波センシング・マイクロコントローラ (MCU) ファミリの製品であり、超音波による水、温水、ガスの計量のための強力な高集積デバイスです。これらの MCU は超音波センシング・ソリューション (USS_A) 集積化モジュールに組み込まれ、広範囲の流量で高い精度を実現します。USS_A は最大限に統合されており、ごく少数の外付け部品しか必要としないため、超低消費電力での計量と、システム・コストの削減を実現できます。

MSP430FR6043 デバイスには、高速 ADC ベースの信号収集と、それに続く内蔵の低消費電力アクセラレータ (LEA) を使用する、最適化されたデジタル信号処理が組み込まれており、超低消費電力で高精度の計量が実現できるため、バッテリ駆動の計量アプリケーションに最適です。

USS_A モジュールには、プログラマブル・パルス・ジェネレータ (PPG) と、低インピーダンスの出力ドライバを持つ物理インターフェイス (PHY) が含まれており、最適なセンサ励起と正確なインピーダンス整合を行い、ゼロ流量ドリフト (ZFD) について最良の結果が得られます。USS_A モジュールには、プログラマブル・ゲイン・アンプ (PGA) と高速な 12 ビット、8Msps のシグマ-デルタ ADC (SDHS) も含まれており、業界標準の超音波トランスデューサから正確な信号を収集できます。

さらに、MSP430FR6043 MCU には計量用システムの統合を強化する他のペリフェラルも組み込まれています。デバイスには計量テスト・インターフェイス (MTIF) モジュールが搭載され、メータで測定された流量を示すパルス生成を実装しています。また、8 マルチプレックス LCD ドライバ、リアルタイム・クロック (RTC)、12 ビット SAR ADC、アナログ・コンパレータ、高度暗号化 (AES256)、巡回冗長性検査 (CRC) モジュールも内蔵されています。

MSP430FR604x/MSP430FR504x MCU は、ハードウェアおよびソフトウェアの大規模なエコシステムによってサポートされており、リファレンス・デザインやコード・サンプルを利用して設計をすぐに開始できます。開発キットには、MSP-TS430PN80C 80 ピン・ターゲット開発基板および EVM430-FR6043 超音波水流量計 EVM が含まれています。TI は、超音波センシング・デザイン・センター、超音波センシング・ソフトウェア・ライブラリ、および MSP430Ware™ ソフトウェアを含む無償のソフトウェアも提供しています。

MSP430FR604x MCU ファミリには TI の FRAM (強誘電体 RAM) と総合的な超低消費電力 MSP システム・アーキテクチャが統合されており、システム設計者は性能向上と消費電力削減を両立できます。FRAM テクノロジは、RAM の低エネルギーでの高速書き込み、柔軟性、耐久性と、フラッシュの不揮発性を併せ持つものです。

特長

  • クラス最高の水およびガス流量測定能力と非常に低い消費電力
      • 低~高流量と全温度範囲にわたって ±12.5ps の差動タイム・オブ・フライト (dToF) 精度
      • 500:1 の広いダイナミック・レンジで ±1% の精度を実現
      • 直径 25mm のパイプで最大 8800 リットル/時 (40 ガロン/分) の流量を測定可能
      • 最小 1 リットル/時 (0.005 ガロン/分) 未満の流量を検出可能
      • 5ps 未満の高精度時間測定分解能
      • 毎秒 1 組の結果を出力する場合に約 3µA の総消費電流
      • 直径 15mm~1000mm の広い範囲のパイプ・サイズに対応可能
    • ガス
      • 低~高流量と全温度範囲にわたって ±250ps の差動タイム・オブ・フライト (dToF) 精度
      • 200:1 の広いダイナミック・レンジで 12000 リットル/時 まで ±1% の精度を実現
      • 最大 25000 リットル/時を超える流量を測定可能
      • 最小 3 リットル/時未満の流量を検出可能
      • 100ps 未満の高精度時間測定分解能
      • 毎秒 1 組の結果を出力する場合に約 20µA の総消費電流
  • ISO4064、OIML R49、EN 14236、EN 1434 精度規格に準拠または上回る精度
  • 標準的な超音波センサと直接接続可能 (最高 2.5MHz)
  • アナログ・フロント・エンド内蔵 - 次の機能を含む超音波センシング・ソリューション (USS_A)
    • プログラマブル・パルス・ジェネレータ (PPG) により各種の周波数でマルチトーン・パルスを生成
    • 低インピーダンス出力ドライバ (4Ω) 付きの内蔵 PHY による入出力チャネルの制御
    • 高性能、高速の 12 ビット A/D コンバータ (SDHS)、最高 8Msps の出力データ・レート
    • -6.5dB~30.8dB のプログラマブル・ゲイン・アンプ (PGA)
    • 出力範囲 68~80MHz の高性能 PLL
  • 計量テスト・インターフェイス (MTIF)
    • パルス・ジェネレータとパルス・カウンタ
    • 最高毎秒 1024 パルス (p/s) のパルス・レート
    • 最大 65535 (16 ビット) のカウント能力
    • LPM3.5 において 200nA (標準値) で動作
  • 低消費電力アクセラレータ (LEA)
    • CPU と独立に動作
    • 8KB の RAM を CPU と共有
    • 効率的な 256 ポイントの複素 FFT: Arm® Cortex®-M0+ コアよりも最高 40 倍も高速
  • 組み込みマイクロコントローラ
    • 16 ビットの RISC アーキテクチャ、最高 16MHz のクロック
    • 広い電源電圧範囲:1.8V~3.6V (1)
  • 最適化された超低消費電力モード
    • アクティブ・モード:約 120µA/MHz
    • リアルタイム・クロック (RTC) 使用のスタンバイ・モード (LPM3.5):450nA (2)
    • シャットダウン(LPM4.5): 30nA
  • 強誘電体ランダム・アクセス・メモリ (FRAM)
    • 最大 64KB の不揮発性メモリ
    • 超低消費電力の書き込み
    • 1ワードあたり 125ns の高速書き込み (4ms で 64KB)
    • ユニファイド・メモリによりプログラム、データ、ストレージを 1 か所に保存
    • 書き込みサイクルの耐久性:1015
    • 放射線耐性、非磁性
  • インテリジェントなデジタル・ペリフェラル
    • 32 ビットのハードウェア・マルチプライヤ (MPY)
    • 6 チャネルの内蔵 DMA
    • カレンダーおよびアラーム機能付きの RTC
    • 6 つの 16 ビット・タイマ、それぞれに最大 7 つのキャプチャ/比較レジスタを搭載
    • 32 ビットおよび 16 ビットの巡回冗長性検査 (CRC)
  • 高性能アナログ
    • 12 チャネルのアナログ・コンパレータ
    • ウィンドウ・コンパレータ、内部基準電圧、サンプル・アンド・ホールド機能を持つ 12 ビットの ADC、最大 8 つの外部入力チャネル
    • 最大 248 セグメントのコントラスト制御可能な内蔵 LCD ドライバ
  • マルチファンクションの入力/出力ポート
    • すべてのピンが外付け部品なしで静電容量式タッチ機能をサポート
    • ビット、バイト、ワード単位で (ペアで) アクセス可能
    • すべてのポートで LPM からのウェイクアップをエッジ選択可能
    • すべてのポートでプルアップおよびプルダウンをプログラム可能
  • コードのセキュリティと暗号化
    • 128 または 256 ビット AES セキュリティ暗号化/復号化コプロセッサ
    • 乱数シードによる乱数生成アルゴリズム
    • IP カプセル化により外部アクセスからメモリを保護
    • FRAM 固有のセキュリティ上の利点
  • シリアル通信の拡張機能
    • 最大 4 つの eUSCI_A シリアル通信ポート
      • 自動ボーレート検出機能付きの UART
      • IrDA のエンコードおよびデコード
    • 最大 2 つの eUSCI_B シリアル通信ポート
      • 複数スレーブ・アドレッシングに対応した I2C
    • ハードウェア UART または I2C ブートローダー (BSL)
  • フレキシブルなクロック・システム
    • 固定周波数 DCO、出荷時に調整された 10 種類の周波数を選択可能
    • 低電力、低周波数の内部クロック・ソース (VLO)
    • 32kHz の水晶振動子 (LFXT)
    • 高周波数の水晶振動子 (HFXT)
  • 開発ツールとソフトウェア
  • 利用可能なデバイスのバリエーションおよびパッケージ・オプションについては、「」を参照してください。デバイスの比較
  • モジュールの詳細な説明については、『MSP430FR58xx、MSP430FR59xx、MSP430FR6xx ファミリ・ユーザー・ガイド』を参照してください。

(1)最低電源電圧は SVS レベルにより制限されます。「SVS 仕様」を参照してください。

(2)RTCは3.7pFの水晶振動子によりクロック供給を受けます。

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