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恩智浦加速 S32K 汽车微控制器软件创建的实现

2023-04-21 11:370

消费者对车内驾乘体验的要求不断提高,加大了软件在汽车市场中前所未有的重要性,使得车厂对软件系统的重视程度也在日益增高。随着软件规模的扩大及其复杂性的增加,其创建和维护成本也对应提升,并因此延长了产品的上市进程。汽车行业需要能够对软件开发进行改进提升的解决方案,以便在软件定义汽车 (Software-Defined Vehicles, SDV) 的未来实现成功部署。

软件的增长不仅限于复杂的高性能 SoC,还必须在微控制器 (MCU) 中开发和部署。为此,恩智浦加大了对软件的关注,针对其基于 Arm 架构的 MCU 和 SoC 提供软件解决方案,帮助其用户加快设计和开发周期。

采用搭载 Cortex-M 的恩智浦 S32K3 MCU 的无刷直流电机

电机在汽车中的应用不断增多,说明简化其控制算法的开发是非常有益的。嵌入式软件工程师依靠内部电机专家或电机供应商获取电机属性和特点信息,以开发电机控制算法。由于不同领域的工程师对特定设计环境的偏好存在差异,不同工程师群体的参与可能会导致部分信息丢失。

恩智浦汽车电子部门高级软件工程师 Marius-Lucian Andrei 表示:恩智浦的电机控制库和建模工具支持在我们所有基于 Arm 架构的微控制器上进行无缝开发和部署电机控制软件。这些工具能协助工程师在完成最终的硬件设计之前,进行其汽车解决方案的复杂代码配置测试,从而节省时间和成本,并有助于大幅提高性能。

除了应用代码和设备驱动程序的软件集成挑战(这属于硬件特定)外,过度依赖基于硬件的测试会导致修复错误的迭代周期较长。

恩智浦提供了基于模型的设计工具箱 (Model-based Design Toolbox, MBDT),汇集了工具和库,旨在帮助客户在恩智浦 MCU 上进行原型设计并加速算法开发。工程师们可以在 MATLAB® 和 Simulink® 中进行复杂算法的建模,并生成与基于 Arm 架构的 MCU (包括恩智浦的 S32K 微控制器系列) 兼容的嵌入式代码。

MBDT 可用于简化搭载 Cortex-M 的恩智浦 S32K3 MCU 的电机控制软件开发

通过使用 MBDT,工程师可以利用其中集成的工具,例如用于引脚、时钟和外设的 S32 配置工具,同时自动生成、编译应用代码,并部署在 S32K 目标上。在目标上执行代码后,恩智浦的 FreeMASTER 可用于连接到正在运行的目标,以实现参数调优或参数可视化。MBDT 还可与其他 MathWorks 工具箱配合使用,例如通过 Simscape®模拟电机,并结合 Stateflow 从而更容易实现有限状态自动机和应用逻辑,或者可以使用深度学习工具箱在恩智浦微控制器上运行 AI 算法,以及许多其他工具箱产品。

用于 S32K3 系列的 MBDT 完全集成到 MATLAB 和 Simulink 环境中,可以直接从 MATLAB 插件或从恩智浦官网获取安装。MBDT 为其提供的所有模块提供了大量示例和文档,并集成了以下的恩智浦软件产品:

通过编译器和代码部署机制提供的工具链支持。

用于设置引脚、时钟和外设的 S32 配置工具。

实时驱动程序 (Real Time Drivers, RTD),并在此基础上生成代码可控制目标外设。

用于高性能算术、三角函数、数字信号处理和数学函数的汽车数学和电机控制库 (Automotive Math and Motor Control Library, AMMCLib)。

用于运行时配置和调优的实时调试监视器和数据可视化工具 FreeMASTER。

支持 MCSPTE1AK344 开发套件

MCSPTE1AK344 是一款专为无刷直流 (BLDC) 电机控制和三相永磁同步电机 (PMSM) 控制而设计的开发套件。

MCSPTE1AK344 开发套件

MCSPTE1AK344 基于 32 位 Arm Cortex-M7 S32K3 微控制器和 GD3000 预驱动器,可快速实现 BLDC 和 PMSM 控制应用的原型设计和评估。除 Arm Cortex-M7 内核外,MCSPTE1AK344 附带的 S32K344 微控制器为电机控制应用提供了合适的外设。

MCSPTE1AK344 通过 BLDC 和三相 PMSM 应用的快速原型设计和评估,为电机控制算法建模提供了全方位的开箱即用体验。这意味着工程师不必等待最终的硬件设计,节省了时间和成本。

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