TIDM-02006

Distributed multi-axis servo drive over fast serial interface (FSI) reference design

TIDM-02006

設計ファイル

概要

このリファレンス・デザインは、C2000™ リアルタイム・コントローラを使用する高速シリアル・インターフェイス (FSI) 経由で通信を行う、分散型または非集中型の多軸サーボ・ドライブの例を提示します。多軸サーボ・ドライブは、ファクトリ・オートメーションやロボットのような多くのアプリケーションで使用されています。この種のシステムで、軸当たりのコスト、性能、使いやすさは常に重要な懸念事項になっています。FSI は、低ジッタを達成する、コスト最適化済みで信頼性の高い高速通信インターフェイスであり、複数の C2000 マイコンをデイジーチェーン接続することもできます。このデザインで、TMS320F280049 または TMS320F280025 の各リアルタイム・コントローラは、それぞれ 1 つの分散型の軸に対応するリアルタイム・コントローラであり、モーターの電流制御ループを実行します。TMS320F28388D という単一製品で、すべての軸に対応する位置と速度の制御ループを実行します。同じ F2838x がマルチコアを活用し、集中型のモーター制御軸に加えて EtherCAT 通信も実施します。このデザインは、TI の既存の EVM キットを複数使用しており、該当ソフトウェアは C2000WARE モーター制御 SDK の一部としてリリース済みです。

特長
  • スキュー補償機能を有効にした高速シリアル・インターフェイス (FSI) を使用して、複数の製品間で速度、位置、電流に関するコマンドとデータの通信をリアルタイムで実行する高速通信の方法を提示します。
  • 位置と速度の制御ループを F2838x に実装し、トルク / 電流ループを非集中型のF28004x または F28002x の各ノードに実装します。
  • 1 個の F2838x で最大 16 軸を管理できます。各軸の開始と停止を同時に制御することができます。分散型多軸モーター・ドライブ・システムで、高帯域幅と、より高精度の位置制御を実現します。
  • F2838x のマルチコア機能を使用して、速度と位置に関する制御機能を実装し、FSI 経由ですべての分散型ノードとのデータ交換を実施するほか、メイン軸のモーター制御や PC との EtherCAT 通信を実行します。
  • 複数の分散型の軸にまたがる PWM 同期機能の提示。
  • 速度と電流ループのオンライン・チューニングをサポートする、統合型の SFRA (ソフトウェア周波数応答アナライザ) ツール。
  • さまざまなソフトウェア・モジュールを順に検証することができる、システムのインクリメンタル・ビルド。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

JAJU781.PDF (8687 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

TIDM475.PDF (537 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

TIDM476.PDF (96 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280040-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280040C-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理ブロック) と PGA (プログラマブル・

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280041車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280041-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280041C車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理ブロック) と PGA (プログラマブル・

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280041C-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理ブロック) と PGA (プログラマブル・

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280045100MHz、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、256KB フラッシュ、PGA、SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール) 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン (MCU)

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280048-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDF

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280048C-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280049100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDFM (デル

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280049-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDF

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280049C100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理ブロック)

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280049C-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28388Dコネクティビティ・マネージャ、2x C28x+CLA CPU、1.5MB フラッシュ、FPU64、CLB、ENET、EtherCAT 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン (MCU)

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GaN (窒化ガリウム) IC

LMG520080V GaN ハーフ・ブリッジ・パワー・ステージ

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絶縁型 ADC

AMC12041 ビット、20MHz、2次、絶縁型デルタ・シグマ変調器

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絶縁型 ADC

AMC1304M25±250mV 入力、LDO レギュレータと CMOS インターフェイス搭載、強化絶縁型変調器

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絶縁型 DC/DC コンバータ とモジュール

LM50187.5 ~ 100V の広い入力電圧範囲、300mA、コンスタント・オンタイム同期整流降圧レギュレータ

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開発を始める

ハードウェア

評価ボード

LAUNCHXL-F280049C – InstaSPIN-FOC 対応、C2000 Piccolo マイコン F280049C LaunchPad 開発キット

LAUNCHXL-F280049C は、TI (テキサス・インスツルメンツ) の C2000™ リアルタイム・コントローラである F28004x (...)
在庫あり
制限: 10
ドーター・カード

BOOSTXL-3PHGANINV – シャントベース・インライン・モーター位相電流センシング機能搭載、48V 3 相 GaN インバータの評価モジュール

BOOSTXL-3PHGANINV 評価基板は、サーボ・ドライブのような高精度ドライブを精密制御するために、高精度のインライン・シャント・ベース位相電流センシング機能を使用して、48V / 10A の 3 相 GaN インバータを実現します。

MathWorks MATLAB と Simulink の各サンプル・モデルは以下の情報を記録しています。

 

 

在庫あり
制限: 3
開発キット

TMDXIDDK379D – 産業用モーター制御向けの C2000 DesignDRIVE 開発キット

DesignDRIVE 開発キット (IDDK) ハードウェアを採用すると、高電圧 3 相モーターを駆動する電力段全体を搭載した統合型サーボ・ドライブを設計し、位置フィードバック、電流センシング、制御トポロジーに関する多様な評価を容易に実施することができます。

C2000™ マイコン (MCU) は、8 個のデルタ・シグマ Sinc フィルタ、4 個の 16 ビットまたは 12 ビット ADC、複数のウィンドウ・コンパレータなどのセンシング・ペリフェラルを搭載しており、DesignDRIVE (...)
在庫あり
制限: 1
ドーター・カード

TMDSFSIADAPEVM – 高速シリアル・インタフェース(FSI)アダプタ・ボードの評価基板

より高速、より安価、より高い信頼性。絶縁境界をまたいで 200Mbps のスループットを達成する新しいシリアル通信テクノロジー、FSI (Fast Serial Interface、高速シリアル・インターフェイス) のご紹介

FSI は、信号数の少ないシリアル通信ペリフェラルであり、C2000 リアルタイム制御マイコン (MCU) で使用できます。他のシリアル・ペリフェラルに比べて、FSI は低コストかつ高い信頼性の通信をより高いスループットで実現し、200Mbps までの速度に対応します。FSI には、タイムクリティカル (時間が重要な) データを短い待ち時間のうちに複数のデバイス間で受け渡す能力があるので、新しいトポロジーを実現するとともに、単一の制御システム内で処理能力、センシング機能、およびアクチュエータなどの駆動を分散処理する複数の方式を実装できます。絶縁デバイスを使用して正常に機能する設計が可能なので、FSI はシステムのホット・サイド (高電圧側) とコールド・サイド (低電圧側) の間で高速通信を実現できます。

この FSI アダプタ・ボードは、C2000 が実装している FSI 通信ペリフェラルの機能を理解するのに役立つ評価基板です。この評価基板を使用すると、分散型、およびポイント・ツー・ポイントのリアルタイム制御システムに適したペリフェラルを評価できます。このような使用事例に該当するのは、産業用ドライブ、サーボ (FSI 経由多軸サーボのリファレンス・デザインを参照)、センシング・ネットワーク、ソーラー・システム、産業用電源です。

この FSI (...)

在庫あり
制限: 5

ソフトウェア

ソフトウェア開発キット (SDK)

C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK – C2000™ マイコン向けモーター制御ソフトウェア開発キット(SDK)

  • C2000™ マイコン(MCU)用のモーター制御 SDK は、さまざまな3相モーター制御アプリケーションで使用するために C2000 MCU ベースのモーター制御システムの開発時間を最小限に抑える目的で設計したソフトウェア・インフラ、ツール、資料の包括的なセットです。このソフトウェアは、C2000 モーター制御評価基板(EVM)で動作するファームウェアと、産業用ドライブおよびその他のモーター制御向けの TI (...)
サポートされている製品とハードウェア

サポートされている製品とハードウェア

C2000
  • F28002X
  • F28004X
  • F2807X
  • F2837XD
  • F2837XS
  • F2838X
ハードウェア
BOOSTXL-3PHGANINV 48-V Three-Phase Inverter With Shunt-Based In-Line Motor Phase Current Sensing Evaluation Module BOOSTXL-DRV8320RS DRV8320RS three-phase smart gate driver with buck and SPI interface evaluation module BOOSTXL-DRV8323RH DRV8323RH Three-Phase Smart Gate Driver With Buck, Shunt Amps (Hardware Interface) Evaluation Module BOOSTXL-DRV8323RS DRV8323RS three-phase smart gate driver with buck, shunt amps (SPI interface) evaluation module BOOSTXL-POSMGR C2000 DesignDRIVE position manager BoosterPack™ plug-in module DRV8316REVM DRV8316R three-phase PWM motor driver evaluation module DRV8353RS-EVM DRV8353RS evaluation module, three-phase brushless DC smart gate driver  LAUNCHXL-F280025C C2000™ real-time MCU F280025C LaunchPad™ development kit LAUNCHXL-F280049C C2000 Piccolo MCU F280049C LaunchPad™ development kit LAUNCHXL-F28379D C2000 Delfino MCU F28379D LaunchPad™ development kit TIDM-02006 Distributed multi-axis servo drive over fast serial interface (FSI) reference design TIDM-02007 Dual-axis motor drive using fast current loop (FCL) and SFRA on a single MCU reference design TIDM-1011 Tamagawa T-Format Absolute Encoder Master Interface Reference Design for C2000 MCUs TMDSCNCD280025C TMS320F280025C controlCARD evaluation module TMDSCNCD280049C F280049C controlCARD Evaluation Module TMDSCNCD28379D F28379D controlCARD for C2000 Real time control development kits TMDSCNCD28388D F28388D controlCARD evaluation module TMDSHVMTRINSPIN High Voltage Motor Control Kit with InstaSPIN-FOC and InstaSPIN-MOTION enabled Piccolo MCU TMDXIDDK379D C2000 DesignDRIVE Development Kit for Industrial Motor Control

ダウンロード・オプション

ソフトウェア開発キット (SDK)

C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK
MotorControl software development kit (SDK) for C2000™ MCUs

バージョン: 3.03.00.00
リリース日: 22 9 2021
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技術資料

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種類 タイトル 英語版のダウンロード 日付
アプリケーション・ノート Using the Fast Serial Interface (FSI) With Multiple Devices in an Application (Rev. D) 2021年 8月 26日
設計ガイド 高速シリアル・インターフェイス (FSI) による分散型多軸サーボ・ドライブのリファレンス・デザイン 英語版をダウンロード 2020年 3月 26日
技術記事 How to scale real-time control resources and sustain platform development in power conversion applications 2020年 3月 20日
アプリケーション・ノート EtherCAT Based Connected Servo Drive using Fast Current Loop on PMSM (Rev. B) 2020年 2月 19日
アプリケーション・ノート Dual Motor Control Using FCL and Performance Analysis Using SFRA On C2000 MCUs 2019年 8月 7日
その他の技術資料 DesignDRIVE Kit (Rev. A) 2015年 5月 14日

関連する設計リソース

ハードウェア開発

ドーター・カード
TMDSCNCD28388D F28388D controlCARD の評価基板

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