16 ビット MCU および DSC 16 ビット組み込み制御ソリューション PIC24 マイクロコントローラ dspic デジタルシグナルコントローラ

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1 16 ビット MCU および DSC 16 ビット組み込み制御ソリューション PIC24 マイクロコントローラ dspic デジタルシグナルコントローラ

2 16 ビット組み込み制御ソリューション Microchip 社製 PIC24 マイクロコントローラと dspic デジタルシグナルコントローラ Microchip 社の 16 ビット PIC24 マイクロコントローラ (MCU) および dspic デジタルシグナルコントローラ (DSC) は高性能 低消費電力 柔軟な周辺モジュールが特徴で 開発期間を短縮するソフトウェアおよびハードウェアツールの包括的な開発エコシステムでサポートされています これらの 16 ビットファミリはモータ制御 デジタル電力変換 低消費電力セキュリティ 先進の内蔵アナログ機能 機能安全に特化した製品を揃え 低コスト 低消費電力 高性能 高信頼性の優れたバランスを提供します 幅広いアプリケーションに対応する MCU 低消費電力および汎用組み込みアプリケーション PIC24F MCU PIC24F は低コスト低消費電力の MCU ファミリであり XLP (extreme Low Power) テクノロジ 16 MIPS の性能 最大 1,024 KB のフラッシュメモリ 充実した CIP( コアから独立した周辺モジュール ) を備えています PIC24F ファミリは 8 ビット MCU の限界を越えつつあるアプリケーションに機能と周辺モジュールのアップグレードが可能であるため 低消費電力と小型化が要求されるアプリケーションに最適です モータ制御アプリケーション dspic33 DSC 高性能の dspic33 DSC は 高効率高精度の可変速 定トルク PI 制御 界磁制御 (FOC) によるモータ制御を実装するための DSP エンジンを備えています dspic33 DSC には以下のような特長があります コアあたり最大 100 MIPS の性能を備えた独立デュアルコア 部品コストを低減できる内蔵高速 ADC オペアンプ コンパレータ 2 つのモータ制御と内蔵 PFC に対応する最大 14 チャンネルの高分解能 PWM dspic33 ファミリは安全機能を備え最高 150 C 動作に対応しているため 産業 医療 車載 コンシューマアプリケーションにおける PMSM ACIM BLDC モータ制御に最適です デジタル電力変換アプリケーション dspic33 DSC 高性能な dspic33 DSC は 要求の厳しい電力変換アプリケーションにおいて制御ループを超高速に実行するための DSP エンジンを備えています dspic33 DSC には以下のような特長があります コアあたり最大 100 MIPS の性能を備えた独立デュアルコアにより タイミングの要求が厳しい制御ループを他の定常タスクから分離可能 密結合 PWM 高速 ADC PGA を備え 高速かつ確定的割り込み可能な CPU 各種電源回路方式を柔軟に制御可能な高分解能 250 PS PWM サーバ電源ファームウェアをダウンタイムなしにアップグレードできるライブアップデート機能 dspic33 ファミリは特定用途向け周辺モジュールを多数統合しており産業 医療 車載 コンシューマアプリケーションにおけるデジタル電力変換に最適です 信頼性が要求されるアプリケーション PIC24 MCU および dspic33 DSC 信頼性に優れた PIC24 MCU および dspic33 DSC は セーフティクリティカルアプリケーションで信頼性を向上させる専用周辺モジュールと機能を備えています これらの特長によりエンドアプリケーションを意図通りに動作させ 例外や問題の発生時には安全にシャットダウンできます PIC24 MCU と dspic33 DSC は AEC Q100 認証済みであり 3/5 V で最高 150 C での動作をサポートしています 16 ビット MCU の設計がシンプルに 開発期間の短縮と開発リスクの低減を重視して Microchip 社は包括的なエコシステムを提供しています MPLAB X IDE と XC16 コンパイラ 全ての 16 ビット MCU/DSC に対応したプラットフォーム MPLAB Code Configurator (MCC) 即座に試作が可能 MPLAB Xpress クラウド型 IDE インストールせずすぐに使えるオンライン開発環境 迅速に市場投入可能な Microchip 社がテスト済みのソフトウェア USB グラフィックス 暗号化 ファイル I/O Wi-Fi クラス B 安全スタック DSP 数値演算ライグラリ motorbench 開発スイート モータ制御設計の簡略化 デジタル電源設計スイート デジタル電源設計の支援 各種開発ボード 低コストで迅速に試作ができる Curiosity ボード 多用途の Explorer 16/32 開発ボード モータ制御およびデジタル電源ボード 2

3 柔軟性に優れた内蔵周辺モジュール Microchip 社はリアルタイム制御や他のデバイスと簡単に通信できる機能等 最終製品の差別化に役立つ充実した周辺モジュールの数々を提供しています 16 ビットファミリは USB SPI UART CAN-FD I 2 C PWM タイマ等の主要な通信および制御用周辺モジュールに加えグラフィックス モータ制御 デジタル電源等に特化した周辺モジュールを備えています 高性能 ADC DAC PGA オペアンプ等 内蔵アナログ周辺モジュールにより アナログ設計が簡単になり 部品コストも低減できます また CLC PTG 暗号アクセラレータ等の CIP を使うと より高度な統合と柔軟性を実現できます 機能安全を実現する専用周辺モジュールおよび機能を備えた 16 ビットファミリは信頼性と安全性の要求が厳しいアプリケーションに最適です 16 ビットファミリの概要を見るには 以下を参照してください quickreference PIC24/dsPIC33 ファミリのブロック図 16-bit Core PIC24F 16 MIPS dspic33e & PIC24E 70 MIPS dspic33ch Dual Core MIPS Integrated Analog ADC: 10-bit, 12-bit and16-bit options DAC: Up to 12-bit Comparators Op Amps and Programmable Gain Amplifiers Up to 5 ACC Set Single Cycle MPY/MAC Up to 5 Reg. Sets Hardware Divide Wired Communications UART with LIN and IrDA SPI with I 2 S I 2 C with PMBus Support USB: Device, Host, OTG CAN 2.0 and CAN-FD SENT Parallel Master Port (PMP) Clocks and Timers 16-bit Timers 32-bit Timers RTCC: Clock, Calendar, Alarm KB Flash ECC Flash Dual Partition Flash with Live Update Flash OTP Security MEMORY BUS 512 B 96 KB RAM 24 KB PRAM ECC PRAM Dual Partition PRAM with Live Update 10 Ch. DMA PERIPHERAL BUS Waveform Control Motor Control Digital Power Input Capture Output Compare 16-bit PWM Multiple-Output Capture Compare PWM (MCCP) and Single-Output Capture Compare PWM (SCCP) PWM with Flexible Modes, Dead-Time, Edge or Center Alignment, Fault Inputs ADC Triggered by PWM Modules Quadrature Encoder Interface (QEI) ADC: 5 Msps and 6 Sample and Holds PWM with 250 ps Duty Cycle Comparators with 15 ns speed 12-bit DAC with programmable waveform generation EASY MIGRATION INTEGRATION FLEXIBILITY Safety and Monitoring User Interface Secure Data BOR, LVD, POR WDT and Dual Windowed WDT Deadman Timer (DMT) CRC: Flash, RAM and Special Function Registers (SFR) Class B Features: RAM MBIST, Illegal Opcode Detect, Error Trap Monitor, Reset Traceability, Oscillator Lock, Fail-Safe Clock Monitor, Frequency Check, PWM Lock, ECC Fault Injection Module, Backup Oscillator and Code Guard TM Segmented LCD Driver: Up to 512 Segments Graphical Display Driver with Hardware Acceleration Charge Time Measurement Unit (CTMU) Crypto Engine with 256-bit AES Random Number Generator (RNG) Secure Key Storage EASE OF USE INTELLIGENCE Flexible, Integrated Peripherals System Flexibility extreme Low Power (XLP) - Specialized Low-Power Modes and VBAT 64 x 48-bit User OTP Memory Configurable Logic Cells (CLC) Peripheral Trigger Generator (PTG) Unique Device ID Peripheral Pin Select (PPS) 16ビット組み込み制御ソリューション 3

4 16 ビット組み込み制御ソリューション dspic33ch デュアルコアデジタルシグナルコントローラ Microchip 社の dspic33ch DSC は 2 つの dspic コアと先進の周辺モジュールを内蔵しており複雑なデジタル電源 モータ制御 その他の高性能アプリケーションに最適です 2 つの独立したコアを備える dspic33ch ファミリはファームウェア開発をシンプルにします 高精度モータ制御 dspic33 モータ制御ファミリは高性能コアとモータ制御専用周辺モジュールを備えています 本ファミリは モータチューニング開発ツール 無償ソフトウェアライブラリ モータ制御アルゴリズムでサポートされています Microchip 社の柔軟なモータ制御開発ボードは各種モータをサポートしており 開発期間短縮に貢献します デジタル電力変換の効率インテリジェント電源の実装は最も先進のデジタル制御回路方式を実装する電源ソリューションで各種アプリケーションの問題を解決します このような先進の設計ではデジタルコントローラと ADC デジタルコントローラアルゴリズム PWM ジェネレータを統合する事でファームウェアを補完します dspic33 DSC は 負荷条件が大きく変化しても高い効率が得られる先進アルゴリズムを使って高性能を発揮するように最適化されています これらのデバイスはデジタル電源アプリケーション向けの専用周辺モジュール ( 高速 ADC PGA PWM 等 ) を備えています XLP( 超低消費電力 ) ソリューション Microchip 社の XLP デバイスは今日の低消費電力アプリケーションの要求に応えます 最小 10 na のスリープ電流 USB タッチ検出 暗号化 LCD ドライバを含む業界トップレベルの機能統合を実現した XLP デバイスはバッテリ駆動アプリケーションの長時間動作に適しています ディスプレイの駆動魅力的かつ直感的なユーザインターフェイスを必要とするアプリケーション向けに Microchip 社は低消費電力のセグメントLCDドライバまたはハードウェアアクセラレーション機能付きのカラーグラフィックディスプレイドライバを備えるデバイスを提供しています これらのモジュールは無償ソフトウェアライブラリでサポートされており 表示機能を1つのMCUだけでユーザアプリケーションに簡単に組み込む事ができます 容易な接続 Microchip 社は多種多様な通信プロトコルをサポートしており 有線と無線どちらにも対応できます PIC24 および dspic33 デバイスは Microchip 社の認証済み Bluetooth モジュール Wi-Fi モジュール LoRa モジュールを使って簡単に接続できます CAN CAN-FD LIN SENT USB 用の周辺モジュールが 16 ビットデバイスに内蔵されており 無償ソフトウェアライブラリをサポートしています 機能安全と信頼性が要求される用途 PIC24 MCUおよびdsPIC33 DSCファミリは ノイズ耐性と信頼性を向上させるために最大 5 Vで動作します また デバイスによっては最高 125 または150 の周囲温度での動作が保証されており AEC-Q100 グレード0 認証を含む厳しい車載および工業用途に対応しています セーフティクリティカルアプリケーションに対応するため これらの製品はメモリ整合性チェック メモリエラー訂正 バックアップオシレータ フォルト検出 機能安全を実現するその他の各種機能を備えています 認証済みクラスBソフトウェアスタックを使うと 法規制に容易に適合できます FunctionalSafety 4

5 dspic33ch デュアルコアデジタルシグナルコントローラ dspic33ch デュアルコアファミリ - 別々に独立してシームレスに統合 ハイエンドの組み込み制御アプリケーションの設計では 2 つの dspic コアをワンチップに内蔵したデジタルシグナルコントローラ (DSC) が便利です dspic33ch はマスタコアとスレーブコアを内蔵しています マスタコアがエンドアプリケーションのユーザインターフェイスおよびシステム機能を実行している時に スレーブコアはタイムクリティカルな制御コードを実行できます dspic33ch は別々の設計チームによってコアごとに独立したコードを容易に開発できるように設計されていると共に それらをワンチップにまとめる時にはシームレスに統合できます dspic33ch ファミリは高性能デジタル電源 モータ制御 その他高度なアルゴリズムを実装するアプリケーション向けに最適化済みです 無線給電サーバ電源モータ制御車載機器産業用機器医療用機器 新機能 2 つのコアが独立している事によるファームウェア開発の容易化 2 つのコアと一連の周辺モジュールによりシステムの信頼性と機能安全が向上 CAN-FD を備えロバストな通信と高帯域幅を実現した最初の dspic33 高速 ADC 波形生成機能付き DAC アナログコンパレータ PGA を含む豊富なアナログ機能を内蔵 特に電源で重要な高可用性を実現するファームウェアライブアップデート SMPS/MC PWM (4 Ch.) ADC (1, 16 Ch.) Analog Comparator (1) Peripheral Trigger Gen Configurable Logic Cell I 2 C (2) CAN-FD SPI (2) UART (2) Capture/Comp/ PWM (8) SENT (2) PERIPHERAL BUS MASTER Core dspic33ch 90 MIPS 5 Reg Set 5 ACC Set Mailboxes FIFO FIFO SLAVE Core 5 Reg Set dspic33ch 100 MIPS 5 ACC Set PERIPHERAL BUS SMPS/MC PWM (8 Ch.) ADC (3, 18 Ch.) Analog Comparator (3) PGA (3) Configurable Logic Cell I 2 C (1) SPI (1) UART (1) Capture/Comp/ PWM (4) Timers Timers MEMORY BUS MEMORY BUS 128 KB ECC Flash DMA (6) 16 KB Data RAM 24 KB ECC PRAM DMA (2) 4 KB Data RAM デュアルコアの使用事例 Operating Temperature: 40 to 125 C デジタル電源 モータ制御 高性能組み込みアプリケーション スレーブコア レイテンシの要求が厳しい補償器アルゴリズムを実行してファームウェアの制御ループを補完 タイミングが重要な制御アルゴリズムを実行して速度とトルクを制御 センサ入力の DSP フィルタ処理等の算術演算を高速化 マスタコア PMBus スタックとシステムレベル機能を実行 機能安全ルーチン CAN-FD スタック等のシステムレベル機能を実行 セーフティクリティカルアプリケーションの信頼性と耐障害性を向上 開発ツール dspic33ch Curiosity 開発ボード (DM330028) MCLV-2 MCHV-3 ボード用 dspic33ch モータ制御 PIM (MA330039) Explorer 16/32 ボード用 dspic33ch 汎用 PIM (MA330040) 16ビット組み込み制御ソリューション 5

6 モータ制御 16 ビットモータ制御製品 DSP 命令を備えた高性能 dspic33 DSC コアにより精密な制御が可能 PI コントローラにより一定のトルクで可変速制御 磁界制御 (FOC) による優れた効率 最大 100 MIPS の性能を備えたデュアルコア dspic33ch DSC スレーブコアはタイミングが重要なモータ制御アルゴリズムを実行して速度とトルクを制御 マスタコアは機能安全ルーチン CAN-FD スタック等のシステムレベル機能を実行 各種機能を別々に設計してシームレスに統合 高性能オペアンプおよびコンパレータ 同時サンプリングを可能にする高速 ADC 以下のアルゴリズムとアプリケーションノートを提供 : BLDC PMSM IPMSM ACIM センサレス制御 界磁制御 (FOC) 認証済みクラス B 安全ソフトウェア 2 つのモータそれぞれを FOC で制御するデュアルモータ制御 28~144 ピンの多彩なパッケージ 低 / 高電圧に対応するスケーラブルなモータ制御ツール モータ制御 PWM: 最大 14 出力 最大 7 個のデューティサイクル生成器 独立または相補モード プログラマブルなデッドタイム設定 エッジアラインまたはセンターアラインPWM マニュアル出力優先制御 最大 10 個のフォルト入力 PWMモジュールからトリガするADCサンプリング 直交エンコーダインターフェイス (QEI) モジュール 最大 2モジュール A 相 B 相 インデックスパルス入力 大電流シンク / ソース セーフティクリティカルアプリケーションの機能安全を実現する機能 ソフトウェアとアプリケーションノート モータ タイプ ステッピングモータ BLDC PMSM IPMSM AC 誘導モータ その他 アルゴリズム 閉ループマイクロステップ センサ付き センサ付き正弦波制御 センサレス BEMF センサレスフィルタ付き BEMF ( 多数決検出機能付き ) SMO 位置推定と磁界弱めによるセンサレスデュアルシャント FOC SMO と PFC によるセンサレスデュアルシャント FOC PLL 位置推定と磁界弱めによるセンサレスデュアルシャント FOC SMO 位置推定と磁界弱めによるセンサレスシングルシャント FOC 開ループ V/F 閉ループベクタ制御 PLL 位置推定によるセンサレスデュアルシャント FOC PLL 位置推定と磁界弱めによるセンサレスデュアルシャント FOC PFC クラス B 安全ソフトウェア (IEC 60730) モータ制御センサフィードバック回路 MOSFET ドライバの選択 電流検出回路の概念と原理 アプリ ケーション ノート AN1307 AN957 AN1017 AN901 AN992 AN1160 AN1078 AN1208 AN1292 AN1299 AN984 AN980 AN1162 AN1206 AN1106 AN1229 AN894 AN898 AN1332 主なモータ制御製品 製品 動作電圧 (V) MIPS ピン数 フラッシュ / PRAM (KB) RAM (KB) DMA チャンネル数 IC/OC/PWM/ MCCP/SCCP MC PWM QEI オペアンプ / PGA 数 ADC モジュール / チャンネル数 UART dspic33ch128mp /36/48/64 64~128/ ch 2 3 4/18 ch 3 dspic33ep512gm /64100/ ~512 16~ ch 2 4 2/49 ch 4 dspic33ep512mc /44/64 32~512 4~ ch 1 3 1/16 ch 2 dspic33ev256gm /36/48/64 32~256 4~ ch 0 4 1/36 ch 2 6

7 モータ制御開発ソリューション Simulink と X2C を使ったモデルベースの開発 Microchip 社は Simulink と X2C を使って 1 クリックで PMSM モータ制御システムのシミュレーションベースモデルをコンパイルして dspic33 DSC に書き込む事ができる迅速な試作ソリューションを提供しています Microchip 社の dspic33ep デバイスは MATLAB/Simulink と X2C/COS のブロックセットによりサポートされています 1. MPLAB X IDE に X2C プラグインまたは MATLAB プラグインと Simulink をインストールする 2. Simulink/X2C モデルを構築する 3. MPLAB X 用の MATLAB または X2C コードジェネレータプラグインを使って dspic33 のコードを生成する 4. MPLAB X IDE プロジェクトをコンパイルし モータ制御開発ボードに書き込む 5. ボードをモータに接続する 6. コードを実行してモータを動作させる Simulink ツールの詳細は を参照してください 無償の SCILAB X2C を からダウンロードできます dspic33 向けモータ制御ライブラリ Motor Control Application Motor Control Library dspic DSC Motor Control Hardware 御アプリケーションを担当します 本ライブラリは dspic33 DSC 向けに最適化された関数ブロックです 全ての関数に入出力がありますが DSC の周辺モジュールにはアクセスしません 本ライブラリへの関数呼び出し使って大半のタイムクリティカルな処理を実行している間 DSC 周辺モジュールがユーザのモータ制 motorbench 開発スイート motorbench 開発スイートは先進の GUI を使った FOC モータ制御向けソフトウェア開発ツールであり モータの重要パラメータの正確な計測と dspic33 DSC のフィードバック制御ゲインの自動チューニングができます 詳細は を参照してください モータ 任意のモータを使えますが 弊社では以下のモータを提供しています AC300020: 24 V BLDC モータ AC300022: 24 V BLDC モータ シャフトエンコーダ付き AC300023: 220 V AC 誘導モータ AC300024: 220 V AC サーボモータ エンコーダ付き ハードウェア開発ボード モータ制御スタータキット (MCSK) (DM330015) 本スタータキットは dspic33fj16mc102 実装済みで USB 接続のデバッガ / プログラマ 駆動回路 BLDC モータ 速度制御用の LED インジケータ付きスイッチを備えています dspicdem MCLV-2 開発ボード (DM ) 本ボードを使うと センサ付きまたはセンサレスの BLDC モータおよび PMSM 制御アプリケーションを低コストで評価できます 本ボードは dspic33 DSC を実装した PIM 特定の DSC の内蔵オペアンプ 本開発ボード上の外付けオペアンプをサポートしています dspic33ep256mc506 PIM (MA330031) が同梱されています dspicdem MCHV-3 開発システム (DM ) 本システムは BLDC PMSM AC 誘導モータ (ACIM) のセンサ付き / センサレス制御に対応しています 定格連続出力は 6.5 A (RMS) または入力が単相 208~230 V の場合 2 kva です 力率改善 (PFC) 回路を内蔵しています 低電圧モータ制御開発セット (DV330100) 本開発セットを使うと BLDC モータまたは PMSM を同時に駆動するデュアル / シングルモータ制御を低コストで評価および開発できます dspic33 DSC 信号制御ボードは 3.3 V デバイスと 5 V デバイスの両方をサポートしています モータ制御 10~24 V ドライバボード ( デュアル / シングル ) は最大 10 A の電流をサポートしています 低消費電力高電圧モータ制御リファレンスデザイン (LPHV-MC-BOARD) 本リファレンスデザインボードは ACIM PMSM BLDC モータのセンサ付き / センサレス動作の制御に対応しています 本ボードは最大 150 W の低消費電力高電圧モータ制御の能力と効率を評価できるように設計されています 16ビット組み込み制御ソリューション 7

8 デジタル電力変換 16 ビットデジタル電力変換製品 PWM ADC CPU が効果的に連携 DSP 命令を備えた高性能コア 制御ループを高速実行し 要求の厳しい電源アプリケーションにも対応 高速かつ確定的な割り込み 最大 100 MIPS の性能を備えたデュアルコア dspic33c DSC スレーブコアはレイテンシの要求が厳しい補償器アルゴリズムを使った制御ループを実行 マスタコアは PMBus スタックとシステムレベルの機 能を実行 異なる機能を別々に設計してシームレスに統合 ソフトウェアとアプリケーションノート アプリケーションソリューション AN 番号概要 Online Firmware Updates in Timing-Critical Applications dspic DSC を用いた電力変換アプリケーション向け力率改善回路 スイッチング電源 (SMPS) の回路方式 ( パート 1) スイッチング電源 (SMPS) の回路方式 ( パート 2) dspic DSC を使ったオフライン UPS リファレンスデザイン dspic DSC を使用したインターリーブ力率改善回路 (IPFC) dspic DSC を用いた位相シフトフルブリッジ (PSFB) クォーターブリック DC/ DC コンバータリファレンスデザイン dspic DSC を使った DC/DC LLC リファレンスデザイン AN2601 AN1106 AN1114 AN1207 AN1279 AN1278 AN1335 AN1336 デジタル電源向けの高分解能 PWM 高いスイッチング周波数の設計用にデューティサイクル 位相シフト 周期 デッドタイムを 250 ps 単位で設定可能 各種電源回路方式に柔軟に対応可能 外部イベントに対してハードウェアで応答する事により制御レイテンシとソフトウェア負荷を削減するための構成可能な PWM 制御入力 ライブアップデート機能 出力制御を維持しながら動作中に全ファームウェアをアップデート可能 高速 ADC 波形生成機能付き DAC コンパレータ PGA を含む豊富なアナログ機能 豊富なパッケージサイズおよびタイプ 18~100 ピン 最小で 4 4 mm IPC-9592B に容易に準拠できる堅牢なパッケージ 多くのアプリケーションがダウンタイムを生じないファームウェアライブアップデート機能を必要としています Microchip 社の 16 ビット dspic33 DSC と PIC24F MCU 関連コンパイラツール Easy Bootloader ライブラリを使って ライブアップデート機能の実装方法について説明しています デジタルシグナルコントローラ (DSC) を使った力率改善回路 (PFC) の実装について説明しています 各種 SMPS 回路方式の基本 それらの長所と短所 アプリケーションについて説明しています また 役立つ情報を提供すると共に 対象アプリケーションに適した回路方式を選択する方法も説明しています スイッチング電源 (SMPS) の回路方式について パート 1 に引き続き説明します 各種回路方式をさらに詳細に説明し 電源設計に必要な基本ツールを紹介しています dspic DSC を使ったオフライン無停電電源装置 (UPS) の設計について説明しています dspic DSC を使ったデジタル電源インターリーブ PFC (IPFC) の設計について説明しています dspic DSC を使ったクォーターブリック DC/DC リファレンスデザインの設計について説明しています dspic DSC を使った DC/DC LLC 共振コンバータの設計について説明しています dspic DSCを使った系統接続ソーラーマイクロインバータリファレンスデザイン AN1338 dspic DSCを使ったグリッド接続ソーラーマイクロインバータのリファレンスデザインの設計について説明します dspic DSC を使った 80 PLUS プラチナ認証 AC/DC リファレンスデザイン Getting Started with Dual Core AN1421 AN2721 CSCI の Platinum 要件に完全適合し さらに各種機能追加した完全デジタル制御の 720 W AC/DC 電源について説明しています マスタコアとスレーブコアおよびそれらの専用サブシステムと周辺モジュールを備えた Microchip 社製 dspic33ch デュアルコア DSC を使ってアプリケーションの開発とデバッグを行う方法について説明しています 主なデジタル電源向け製品 製品 ピン数 フラッシュ / PRAM (KB) RAM (KB) IC/OC/ MCCP/ SCCP PS PWM ADC アナログアンプ アナログコンパレータ UART/I 2 C/SPI dspic33ch128mp / / ビット 5 S/H 3 4 3/3/3 1* dspic33ep128gs / ビット 5 S/H 2 4 2/2/3 2 dspic33ep64gs / ビット 5 S/H 2 4 2/2/2 0 dspic33ep32gs / ビット 5 S/H 2 4 2/2/2 0 dspic33ep32gs / ビット 3 S/H 2 2 1/1/1 0 CAN/ CAN- FD* 8

9 デジタル電源開発ソリューション リファレンスデザイン 750 W AC/DC リファレンスデザイン 本リファレンスデザインではセミブリッジレス PFC 回路方式と 非常に高い変換効率を実現するデジタルスロープ補償を備えたピーク電流制御式ゼロ電圧スイッチングフルブリッジ (ZVS FB) コンバータをお試し頂けます 本電源は稼働しながら電力供給先システムのダウンタイムなしにファームウェア ( 補償器アルゴリズムを含む ) の更新ができます Platinum 認証 720 W AC/DC のリファレンスデザイン 本リファレンスデザインではスイッチング電源における dspic DSC の柔軟性を評価できます ピーク効率は 94.1% で ENERGY STAR の CSCI Platinum レベルを達成しています 2 相インターリーブ方式の力率改善昇圧型コンバータの後段に 同期整流機能を備えた 2 相インターリーブ方式の 2 スイッチフォワードコンバータを接続しています クォーターブリック DC/DC コンバータのリファレンスデザイン 本リファレンスデザインでは高密度クォーターブリック DC/DC コンバータにおける SMPS DSC の性能と機能を簡単に評価できます DC/DC LLC 共振コンバータのリファレンスデザイン 本リファレンスデザインは幅広い入力電圧レンジ (DC 350~420 V) で動作します 一次側と二次側で高電圧絶縁を維持しながら 公称入力電圧 400 V の時 DC 12 V を出力します 本リファレンスデザインは 電力変換とシステム管理機能のフルデジタル制御を提供する dspic33f GS シリーズのデジタル電源用 DSC 1 つで実現しています デジタル電源インターリーブ PFC のリファレンスデザイン 本リファレンスデザインではインターリーブ力率改善 (IPFC) アプリケーション向け SMPS dspic DSC の性能と機能を簡単に評価できます 幅広い入力電圧レンジで動作し 入力電流の全高調波歪み (THD) を抑え最大 350 W の高電圧直流電流を出力します デジタル純正弦波無停電電源 (UPS) のリファレンスデザイン 本リファレンスデザインではデジタル電源を UPS に応用した場合に得られるメリット すなわちソフトウェアからの容易な変更 磁気部品の小型化 高効率 純正弦波出力による可聴騒音と電気ノイズの低減 USB 通信 コスト低減といったメリットをお試し頂けます グリッド接続ソーラーマイクロインバータのリファレンスデザイン 本リファレンスデザインでは DC 20~45 V の PV パネル電圧に対する最大電力点追従 (MPPT) と 215 W の最大出力電力を実現しています また ゼロ電圧スイッチング (ZVS) を使った革新的なインターリーブ方式のアクティブクランプフライバック回路方式により高効率を実現しています 15 W 無線給電デモボード 本デモボードは dspic33 DSC を実装済みで Qi ミディアム電力レシーバと互換です 本デモボードを使うと 全負荷時に約 80% のシステム効率を実現できます 本デモボードにはステータス LED と給電レベル表示 LED が実装済みです 16ビット組み込み制御ソリューション 9

10 デジタル電源開発ソリューション 開発ボード デジタル電源向け MPLAB スタータキット (DM ) 本キットは dspic33ep64gs502 DSC を使って降圧型コンバータと昇圧型コンバータを実装しています 各コンバータは内蔵 MOSFET 制御抵抗性負荷または外部負荷を駆動できます dspic33ch Curiosity 開発ボード (DM330028) 本ボードは dspic33ch128mp508 デュアルコア DSC 向けの開発プラットフォームです 構成可能な実験回路は電圧モードまたはピーク電流モード制御を使って降圧 昇圧 昇降圧モードで動作させられます また 本ボードは構成可能な SMPS 負荷ステップ過渡応答生成回路も備えています dspic33ep128gs808 開発ボード (DM330026) 本ボードはスタンドアロンまたは CAN/LIN/J2602 PICtail (Plus) ボードと接続して使います 本ボードは開ループまたは閉ループモードでの電源の機能をエミュレートするための 1 次 RC フィルタを備えています また 電源の過渡応答挙動もシミュレートできます Microchip 社デジタル電源設計スイート Microchip 社デジタル電源設計スイートにはデジタル補償器設計ツール (DCDT) MPLAB Code Configurator (MCC) SMPS 補償器ライブラリ 設計例が含まれています 本スイートは設計全体をカバーするツールと必要なガイドラインを提供します デジタル補償器設計ツール (DCDT) デジタル補償器設計ツール (DCDT) を使うと補償器係数の計算が簡単になり 性能を解析する事で電源設計者の仕事を楽にします この GUI は回路方式を問わず 以下の機能を備えています 回路とフィードバック伝達関数を解析 コントローラ (PID 2P2Z 3P3Z 等 ) を設計 アナログ Type II Type III をデジタル制御に移行 ループゲインを解析し コントローラを調整 係数を生成し MPLAB X IDE にエクスポート 設計例とリファレンスデザイン ロイヤリティフリーのアプリケーション固有ハードウェアおよびソフトウェア設計を使って開発期間を短縮できます スタータキット / 開発ボード / 評価用ボード リファレンスデザインとアプリケーションノート SMPS 設計フロー SMPS 補償器ライブラリ 本補償器ライブラリには一般的な補償器アルゴリズムの実装を容易にし 効率的な SMPS アプリケーションの設計を実現する dspic33 DSC 向けに最適化された機能が含まれています 本ライブラリは以下をサポートします PID 2P2Z 3P3Z 等のアルゴリズム 固定小数点とトリガ更新 GS および MP ファミリデバイスのコンテクストレジスタ MPLAB Code Configurator MCC はシームレスで読みやすいデバイスコンフィグレーションコードを生成するグラフィカルなプログラミング環境です 以下のような利点があります すぐに開発を始められ 容易に設定ができる直感的なインターフェイス 全体的な設計工数を削減 製品データシート参照の手間を低減 Hardware Powertrain Feedback dspic Controller Firmware Extract Plant Characteristics Simulation: MATLAB /SIMPLIS Small Signal Modeling Network Analyzer Digital Compensator Design Tool MPLAB Code Configurator Microchip Compensator Libraries Microchip Example Code 10

11 XLP( 超低消費電力 ) テクノロジ対応の PIC24F および PIC32MM MCU XLP( 超低消費電力 ) テクノロジ - PIC24F および PIC32MM MCU 今日のネットワーク接続アプリケーションは低消費電力である事が必須であり 中には電池交換なしで 20 年以上の動作が求められるものもあります Microchip 社の XLP テクノロジは業界最小レベルの動作時 / スリープ中電流を実現しており 携帯型 / ウェアラブルデバイス 遠隔制御 物資追跡 電力量監視 セキュリティシステム IoT センサノード等の各種アプリケーションに最適です 複数の復帰要因をサポートする低消費電流スリープモード 最小 10 na のスリープ電流 最小 45 na のブラウンアウトリセット (BOR) 電流 バッテリに優しい機能 20 年以上のバッテリ動作が可能 安全な動作をサポートする低消費電力スーパーバイザ (BOR WDT) XLP Battery Life Estimator は低消費電力アプリケーションの開発を支援する無償のソフトウェアユーティリティです 本ツールを使うと 平均消費電流とバッテリ寿命を予測できます 詳細は を参照してください AN1861: Microchip 社の RN4020 モジュールと 16 ビット PIC MCU を使った Bluetooth Smart 通信 AN1416: 低消費電力設計ガイド : MCU の観点から消費電力を低減する方法を網羅的に解説 AN1267: extreme Low Power (XLP) PIC Microcontrollers: An Introduction to Microchip s Low-Power Devices 開発ツール VBAT バッテリバックアップ VDD 喪失時の自動切り換え リアルタイムクロック / カレンダ (RTCC) の維持 1.8~3.6 V の電源 ( ボタン電池 ) から別途電源供給 高効率命令セット : 90% の命令をシングルサイクルで実行 最小 150 µa/mhz の動作時電流 PIC24F Curiosity ボード (DM240004) および PIC24FJ256GA7 Curiosity ボード (DM240016) これらは低コストで迅速に試作ができるボードであり PIC24FJ128GA204 または PIC24FJ256GA705 XLP MCU を実装済みです 低消費電力 PIC24F MCU の実力を試すのに最適なプラットフォームです Explorer 16/32 開発ボード (DM ) 本ボードは PIC24F XLP MCU 対応のモジュール式開発システムであり 幅広いエコシステムサポートによる複数の拡張機能を使って応用回路を試作するための理想的なプラットフォームです PIC32MM Curiosity ボード (DM320101) および PIC32MM USB Curiosity ボード (DM320107) これらのボードは低コスト XLP MCU である PIC32MM GPL または GPM ファミリを実装済みです 本ボードは迅速な評価 実験 アプリケーションの試作ができるシンプルで使いやすいプラットフォームです 主な XLP 対応製品 製品 フラッシュ (KB) ピン数 スリープ (na) WDT (na) SOSC/RTCC (na) 動作電流 (µa/mhz) 特長 PIC24FJ128GB204 64~128 28/ 暗号化 USB VBAT PIC24FJ128GA310 64~128 64/ LCD, VBAT PIC24FJ128GC010 64~128 64/ インテリジェントアナログ LCD USB VBAT PIC24FJ256GA705 64~256 28/44/ 高集積度 PIC24FJ256BG412 64~256 64/100/ LCD USB VBAT 暗号化 PIC24FJ1024GB ~ / 大容量メモリ USB PIC32MM0064GPL064 16~64 20/28/36/ 高性能 PIC32MM0256GPM064 64~256 28/36/48/ 高性能 USB 16ビット組み込み制御ソリューション 11

12 ディスプレイソリューション ディスプレイ 最近の 16 ビットアプリケーションは モダンなユーザインターフェイスを採用して最終製品のユーザビリティと機能性の向上を図っているものが増えています 洗練されたディスプレイインターフェイスは製品のインパクトを高めますが これらを低コストで手軽に実装する事が課題です Microchip 社のソリューションはセグメントディスプレイまたはグラフィックディスプレイをワンチップで駆動でき 低消費電力に対応した多数の周辺モジュールを内蔵しています セグメント LCD ディスプレイ液晶ディスプレイ (LCD) ドライバモジュールは スタティックまたはマトリクス LCD パネルを駆動するためのタイミング制御信号を生成します 本モジュールは スリープ中の LCD 駆動と調光のためのソフトウェアコントラスト調整を含む低消費電力設計要件を満たします PIC24 GA3 GC GB4 ファミリは最大 512 セグメントに対応したセグメントディスプレイドライバを内蔵しています 主な利点を以下に示します 低コスト低消費電力ディスプレイの直接駆動 低消費電力モードで節電しながら LCD を駆動 サーモスタットでの温度センシング等のセンサアプリケーション用のアナログ回路を内蔵 低電圧バッテリからの電力供給時でもコントラストを制御する内蔵チャージポンプ 内部バイアスグラフィックディスプレイを使って LCD コントラストのソフトウェア制御が可能 グラフィックディスプレイ PIC24FJ256DA210 ファミリはグラフィックアクセラレータとディスプレイコントローラを内蔵しており 最大 4.3" WQVGA ( 解像度 ピクセル ) のディスプレイを直接駆動できます フリッカのない表示を実現する専用のグラフィッククロック TFT STN 有機 EL ディスプレイを直接駆動できる内蔵ディスプレイコントローラ ハードウェアアクセラレーションをサポートし CPU に負荷をかけずに矩形の移動 / コピー イメージの圧縮 テキストのレンダリングが可能な使いやすいグラフィック処理ユニット カラールックアップテーブルと 96 KB のフレームバッファを内蔵し 内部メモリで最大 8 bpp QVGA をサポート 開発ツール LCD Explorer XLP 開発ボード (DM240314) 38 セグメント x8 コモン LCD ディスプレイの x8 コモン LCD ドライバを内蔵した MCU の評価プラットフォームとして最適です PIC24FJ256DA210 開発キット (DV164039) 本キットは PIC24FJ256DA210 開発ボード (DM240312) 3.2" Truly TFT ディスプレイボード (AC ) 3 個のグラフィックディスプレイプロトタイプボード (AC164139) MPLAB ICD 3 デバッガ (DV164035) USB ケーブル 付属品で構成されています ソフトウェアとアプリケーションノート Microchip 社の無償グラフィックライブラリ Microchip 社のグラフィックライブラリは高度にモジュール化されていて使いやすく ドライバとコントローラサポートのインターフェイス仕様を公開しています からダウンロードできます そのまま使えるグラフィックオブジェクト 複数のフォントおよび言語 mtouch センシング用ユーザインターフェイス ボタン グラフ チェックボックス スクロールバー リストボックス 画像 使いやすいアニメーション Visual Graphics Display Designer (SW500190) Visual Graphics Display Designer (VGDD) はパワフルな GUI 設計ツールです これを使うと グラフィカルユーザインターフェイス (GUI) 画面を素早く簡単に作成できます 本開発環境は Microchip 社の MLA のグラフィックライブラリと Microchip 社のグラフィック開発ボードを最大限に活用しています アプリケーションノート AN1428: LCD のバイアス印加およびコントラスト制御方法 AN1368: グラフィックコントローラ内蔵 PIC MCU による組み込みグラフィックアプリケーションの開発

13 PIC24/dsPIC33 DSC ファミリ向けコネクティビティ 接続性 PIC24 MCU と dspic33 DSC は有線 / 無線の各種通信プロトコルをサポートしています これらの 16 ビットデバイスは CAN 2.0 CAN-FD LIN SENT USB 等の各種有線通信モジュールを内蔵しています またこれらのデバイスは Microchip 社の無線接続用モジュール (Bluetooth Wi-Fi LoRa) および有線接続用のコントローラ (Ethernet EtherCAT) と組み合わせる事も簡単です 内蔵有線通信 CAN 2.0 および CAN-FD 多くの dspic33 DSC および PIC24 MCU は ロバストで高速な通信を必要とするアプリケーションに最適な CAN および CAN-FD 周辺モジュールを内蔵しています CAN 2.0B および CAN-FD 1.0 準拠 Vector 社の CANbedded および oscan 開発ソリューション SENT dspic33 ファミリは 車載アプリケーションでセンサ値をポイントツーポイント伝送する SENT を備えています これらの接続をお客様の設計に利用するための開発ツールには以下のもの等があります CAN LIN SENT インターフェイス対応 dspic33ev 5V CAN-LIN スタータキット (DM330018) dspic33ch Curiosity ボード (DM330028) Explorer 16/32 開発ボード用 CAN/LIN PICtail Plus ドータボード (AC ) PMBus PMBus プロトコル規格は I 2 C 物理層上で動作し 電源のデジタル管理を容易にします 最新の dspic33 GS および dspic33ch MP ファミリは その他多くの dspic33 DSC および PIC24 MCU と同様 PMBus プロトコルをサポートしています dspic33 DSC 向け PMBus スタックは無償で提供しています EtherCAT EtherCAT を使うと 柔軟性と安定性を備えた産業用 Ethernet 技術を使ったリアルタイムのロバストな通信を実現できます Microchip 社の EtherCAT スレーブコントローラは PIC24 MCU および dspic33 DSC とシームレスに統合する事により システム効率を向上しコストを削減するソリューションです LIN LIN 機能も製品に内蔵されており 車載アプリケーションに単線式のシリアル通信を低コストで実装できます USB PIC24 MCU および dspic33 DSC ファミリの一部の製品は USB を内蔵しており デバイス / ホスト /OTG (On-The-Go) 機能をサポートします 開発ツールの例 : dspic33e DSC USB スタータキット (DM330012) Explorer 16/32 開発ボード (DM ) 各種 USB プロセッサプラグインモジュール Microchip 社の無償 USB スタックフレームワークには USB ソフトウェアライブラリの他 HID (Human Interface Device) MSD (Mass Storage Device) CDC PHDC カスタム オーディオ プリンタを含む包括的なホストおよびデバイス用ドライバ そしてサムドライブブートローダ プリンタホスト等のデモコードが含まれます 無線通信 Microchip 社は Wi-Fi Bluetooth BLE (Bluetooth Low Energy) LoRa 各種 PAN ( パーソナルエリアネットワーク ) に対応した無線モジュールを幅広く提供しています 認証取得済みのこれらのモジュールを使うと コストと時間を要する RF 設計および規制当局からの認証取得が不要になり 製品をいち早く市場投入できます 無線センサおよびバッテリ駆動アプリケーションでは PIC24 XLP MCU は Microchip 社製 BLE および LoRa モジュールに最適なコンパニオンチップとして低消費電力無線ネットワークを構成します これらのデバイスを使うと アプリケーションにインターネット接続を簡単に追加できます AN1861: Microchip 社の RN4020 モジュールと 16 ビット PIC マイクロコントローラを使った Bluetooth Smart 通信 PIC24 MCU と dspic33 DSC は各種有線 / 無線通信プロトコルをサポートしています USB と Wi-Fi を含むこれら通信ライブラリは MLA (Microchip Libraries for Applications) に収められいます ( 16ビット組み込み制御ソリューション 13

14 機能安全と信頼性が要求される用途 セーフティクリティカルアプリケーションとクラス B 認証 PIC24 MCU と dspic33 DSC は IEC クラス B 安全規格に準拠した実装を容易にするための安全機能を備えています CRC でメモリ整合性チェックを行います また メモリエラー訂正機能を備えています さらに エラー訂正コード (ECC) 内蔵の dspic33 デバイスは 2 ビットのエラー検出と 1 ビットのエラー訂正により 信頼性が高く透過的でリアルタイム性が高いシステムの実装が可能です また これらのデバイスのメモリは読み書き保護機能を備え メモリの一部を保護してコードフローや割り込みベクタの変更を防ぐ事ができます メモリ空間を区切って異なるアクセス許可を設定できるため 適切なアクセス許可がない限りアクセスできないセキュアなメモリ空間を設定できます システム冗長性のためのバックアップ用システムオシレータおよびクロック障害検出機能を備えた製品も提供しています ウィンドウ式ウォッチドッグタイマは システムクロックとは別のクロック源を使ってコード実行エラーを検出し 検出時には MCU をリセットします メインシステムクロックを使うデッドマンタイマ (DMT) は ソフトウェアの誤動作の検出と回復に便利です PWM はフォルト検出機能を備え CPU はトラップ命令と不正オペコード検出を備えています UL および VDE 認証済みクラス B ソフトウェアスタックを使うと 容易に IEC へ適合できます 本ライブラリルーチンは エンドアプリケーションには影響せず重要な機能をテスト検証します 詳細は functionalsafety をご覧ください IPC-9592B に対応する堅牢な各種パッケージ dspic33 GS デバイスの中には ノイズが非常に多い環境向けの堅牢なパッケージを提供しているものがあります これらのパッケージを使うと 容易に IPC-9592B 認証を取得できます 28 ピン UQFN (4 4 mm) または 28 ピン UQFN (6 6 mm) を選択できます これらのパッケージは IPC- 9592B に定義された厚い多層 PCB 上で 700 回以上の温度サイクル (-40/+125 ) に耐えるように設計されています 信頼性の高い 3 V 動作 PIC24 MCU と dspic33 DSC の動作電圧レンジは 1.8~3.6 V と広く 以下のような高信頼動作を実現しています POR/BOR/ ウォッチドッグタイマ (WDT) 最高周囲温度 150 車載アプリケーション向け AEC-Q100 グレード 0 認証 5 V 動作による信頼性の向上 PIC24 MCU および dspic33 DSC には ノイズ耐性と信頼性を向上させるために最大 5 V で動作するファミリがあります 5 V 動作デバイスを使うと 信号のダイナミックレンジが拡大し 感度を向上させる事ができます 5 V デバイスは 高信頼動作を実現するため以下のような追加機能を備えています バックアップ用システムオシレータ ウィンドウ式ウォッチドッグタイマ (WWDT) フォルト検出付き PWM 最高周囲温度 150 車載アプリケーション向け AEC-Q100 グレード 0 認証 5 V 動作対応ファミリフラッシュピン数 dspic33 EV ファミリ 32~256 KB 28~64 PIC24F KM および KA ファミリ 8~32 KB 20~44 極限温度環境と AEC-Q100 認定 多くのデバイスは最高 125 または 150 の周囲温度での動作も保証されており AEC-Q100 グレード 0 認証を含む厳しい車載および工業用途に対応しています アプリケーションによっては過酷環境での動作が要求されます PIC24 MCU と dspic33 DSC には 標準 (85 ) 拡張動作温度 (125 ) 最高 150 対応デバイスがあります 車載アプリケーションに関して言えば 弊社の製品は 150 に対応する AEC-Q100 グレード 0 認証をサポートしており 特にエンジンルームへの応用に便利です 詳細は を参照してください 温度レンジレンジ製品番号の末尾 標準 -40~85 -I 拡張 -40~125 -E 高温 -40~150 -H 14 functionalsafety

15 開発 / 評価ツール PIC24/dsPIC33 製品を使った設計およびプロトタイプ製作期間を短縮するため 各種開発ボードを提供しています これらのボードには MPLAB ICD 3/4 インサーキットデバッガ MPLAB REAL ICE TM インサーキットエミュレータ MPLAB PM3 デバイスプログラマを簡単に接続できます 多くのボードはプログラマ / デバッガも内蔵しています 開発ボードおよびスタータキットと MPLAB X IDE および MPLAB XC16 C コンパイラを組み合わせて使うと Microchip 社の 16 ビット PIC MCU/dsPIC DSC 製品の知識と経験を短期間で得る事ができます 写真ツール製品番号概要 Explorer 16/32 開発ボード DM DM Explorer 16/32 開発ボードは PIC24 dspic33 PIC32 デバイスをサポートするモジュール式開発システムです 本ボードは内蔵型プログラマ / デバッガ USB 通信機能と USB- シリアル通信ブリッジを含む複数の新機能を実装しています 本ボードの幅広いエコシステムには Click ボード Pmod ボード PICtail Plus ドータカードをサポートする mikrobus Pmod PICtail Plus インターフェイスが含まれています 関連文書は を参照してください PIC24F Curiosity 開発ボード DM PIC24F Curiosity 開発ボードは低コスト 完全統合型 高機能で迅速に試作ができるプラットフォームであり PIC24FJ128GA204 XLP MCU を実装済みです 16 ビット PIC24 MCU の性能を活用するための理想的なプラットフォームです PIC24FJ256GA7 Curiosity 開発ボード PIC32MM Curiosity 開発ボード PIC32MM USB Curiosity 開発ボード dspic33ch Curiosity 開発ボード DM DM DM DM PIC24FJ256GA7 Curiosity ボードは低コスト 完全統合型の 16 ビット開発プラットフォームであり これを使う事で低コスト XLP 16 ビット PIC24FJ256GA705 ファミリ MCU を使った応用を簡単かつより迅速に設計できます PIC32MM Curisoity 開発ボードは低コスト MCU である XLP PIC32MM GPL ファミリ (PIC32MM0064GPL036) を実装済みです 本ボードは迅速な評価 実験 試作ができるシンプルで使いやすいプラットフォームです またプログラマ / デバッガを内蔵しており MPLAB X IDE および MPLAB Code Configurator とシームレスに統合できるため 設定と開発が簡単です PIC32MM USB Curiosity 開発ボードは 低コスト MCU である新しい XLP( 超低消費電力 ) PIC32MM GPM ファミリを実装済みです 本ボードは PIC32MM GPM の迅速な評価 実験 試作に役立つ簡単で使いやすいプラットフォームです dspic33ch Curiosity ボードは デュアルコア高性能 DSC である dspic33ch128mp508 ファミリ向けの開発プラットフォームです 本ボードはプログラマ / デバッガと mikrobus インターフェイスを実装済みです 本ボードに実装済みのスイッチング電源 (SMPS) 回路は降圧 昇圧 昇降圧モードで動作できます 本ボードは負荷ステップ過渡応答生成器も備えています dspic33ev 5 V CAN-LIN スタータキット DM 本スタータキットは USB バスパワーで動作し dspic33ev256gm106 を実装済みで CAN LIN SENT 接続を備え プログラマ / デバッガを内蔵しています モータ制御スタータキット デジタル電源スタータキット dspic33ep128gs808 開発ボード DM DM DM 本ボードは dspic33fj16mc102 モータ制御デバイスが駆動する小型 3 相 BLDC モータを実装しており プログラマ / デバッガを内蔵し 9 V 電源で動作します 本ボードを使うと dspic33 ファミリのモータ制御機能を低コストで評価できます また 本ボードにはアプリケーションノート 多数決関数を使った逆起電力フィルタリングによるセンサレス BLDC 制御 (AN1160) に基づく全ソースコードが付属します 本ボードは dspic33ep64gs502 デジタル電力変換デバイス DC/DC 同期降圧型コンバータ電源段および昇圧型コンバータ電源段を実装済みです 各電源段は MOSFET 制御による 5 W の抵抗性負荷を備えています 本ボードは電圧 電流 温度 フォルト状態を表示するディスプレイとプログラマ / デバッガを備えています これらの機能は全て 9 V 電源で動作します dspic33ep128gs808 開発ボードはスタンドアロンモードで動作できますが CAN/LIN/ J2602 PICtail (Plus) ドータボードを接続する事もできます スタンドアロンモードを使うと 各種周辺モジュールの動作を試す事ができます 本ボードは電源機能をエミュレートするための 1 次 RC フィルタを備えています 本ボードを PICtail (Plus) ドータボードと接続すると Explorer 16/32 ボードを使わずにデュアルチャンネルの CAN/LIN 通信に使えます 16ビット組み込み制御ソリューション devtools 15

16 ソフトウェアライブラリ ツール PIC24 MCU と dspic33 DSC を使った開発をサポートするソフトウェアライブラリ サンプルコード アプリケーションノートを提供しています 下表に アプリケーション開発に役立つ代表的なソフトウェアライブラリとツールを示します ソフトウェア概要参照先 16 ビット CPU セルフテストライブラリ ブートローダ クラス B 安全規格ソフトウェアライブラリ サンプルコード データ EEPROM エミュレーション デジタル電源設計スイート dspicworks Data Analysis PIC24 MCU/dsPIC DSC 向け 固定小数点演算ライブラリ PIC24 MCU/dsPIC DSC 向け 浮動小数点演算ライブラリ モータ制御 motorbench 開発スイート XLP Battery Life Estimator 16 ビット CPU セルフテストライブラリを使うと CPU コアの全機能が正常に機能している事を実行中に検証できます ブートローダアプリケーションの開発に役立つアプリケーションノートとサンプルコードを複数提供しています PIC24 および dspic33 (EZBL) 向けソフトウェアライブラリのための簡単なブートローダと UART と I 2 C のサンプルプロジェクト AN2601: ダウンタイムがない事を必須とするタイミングが重要なアプリケーションにおけるオンラインファームウェア更新に関するライブアップデートのサポートの説明 AN1094: dspic30f dspic33f PIC24FJ PIC24H 向けの コマンドラインインターフェイスを備えた UART ベースのブートローダの説明 AN1157: PIC24F ファミリとクイックプログラミング用 GUI の説明 CE417: 補助フラッシュを備えた dspic33ep 向けのサンプルコード MLA USB スタックに含まれる USB ブートローダ Microchip 社はローレベルソフトウェアルーチンライブラリを開発済みであり IEC クラス B 安全規格の要件に容易に準拠できます 本ライブラリには CPU レジスタ プログラムカウンタ 可変メモリ フラッシュメモリ クロックの各テストが含まれます (VBE 認証済み ) 周辺モジュールと機能を設定するのに便利な多数のサンプルコードを 製品ファミリごとに分類して提供しています PIC24E と dspic33e のサンプルコード = CE4XX PIC24F のサンプルコード = CE3XX PIC24H のサンプルコード = CE2XX dspic33f のサンプルコード = CE1XX dspic30 のサンプルコード = CE0XX 内蔵 EEPROM を持たないデバイスでは 本アルゴリズムを使って内蔵フラッシュメモリで EEPROM をエミュレートする事で書き込み耐性を向上できます 本スイートにはインテリジェントデジタル電源設計を簡単にする そのまま使えてロイヤリティフリーのツールが含まれています 本スイートを使うと 高効率高性能な設計を低コスト短期間で簡単に開発できます dspic33 DSC 向けに最適化済みのデジタル電源補償器ライブラリ デジタル補償器設計ツール (DCDT) を使うと 最大性能を得るための補償器係数を計算できます PMBus スタックは I 2 C 通信インターフェイス上の PMBus プロトコルを実装します MPLAB Code Configurator (MCC) は周辺モジュール設定用のグラフィカルなプログラミングツールです 各種のロイヤリティフリーのアプリケーション固有ハードウェアおよびソフトウェアのリファレンスデザイン サンプルコード アプリケーションノート 開発ボード dspicworks Data Analysis を使うと 時間と周波数の両方のドメインで DSP アルゴリズムを評価 解析できます 信号生成および DSP 関数 (FFT または DCT) も備えています 本ソフトウェアライブラリは 一般的なデジタル信号処理アプリケーション向けに速度最適化済み関数セットを提供します 本 I/Q 演算ライブラリは Q15 演算をサポートする 28 個の関数と Q16 演算をサポートする 37 個の関数を含む 65 個以上の汎用関数で構成されています IEEE-754 準拠浮動小数点演算ライブラリは XC16 コンパイラと一緒に配布されるコンパイル済み数値演算ライブラリです 本ライブラリは標準 C ヘッダファイル <math.h> をソースとする先進の単精度 / 倍精度浮動小数点演算関数と三角関数演算関数を収めています 本ライブラリは 3 相制御のモータ制御ライブラリの他 MATLAB Simulink ブロックセット モータモデル チューニングガイド アプリケーションノート サンプルコードを収めています motorbench 開発スイートは低電圧モータ ( 最大 48 V 10 A) の磁界制御 (FOC) 向けソフトウェア開発用 GUI ツールであり Motor Control Application Framework (MCAF) を使ってモータの重要パラメータの正確な計測 フィードバック制御ゲインの自動チューニング MPLAB X IDE プロジェクト用ソースコードの生成を行います 本ライブラリは平均消費電流とバッテリ寿命を概算します 対象デバイス バッテリの種類 アプリケーションの動作条件 ( 電圧や温度等 ) を選択し 動作時間と休止時間をモデル化して計算します AN1094 AN1157 CE417 AN2601 functionalsafety AN AN

17 Microchip 社の開発エコシステム MPLAB X IDE 汎用統合ツールセット MPLAB X IDE は Microchip 社およびサードパーティ製の各種ソフトウェア / ハードウェア開発ツール向けの汎用グラフィカルユーザインターフェイスです 8/16/32 ビット PIC MCU dspic DSC メモリデバイスのポートフォリオを全てサポートする業界で唯一の IDE です 強力かつユーザフレンドリなインターフェイスプロジェクト管理 視覚的なコールグラフ 設定可能なウォッチウィンドウ 多機能なエディタ ( コード補完 コンテクストメニュー タスクナビゲータ等 ) を完備した MPLAB X IDE は 柔軟性に富み新規のユーザでも簡単に使えます オープンソースプラットフォーム NetBeans プラットフォームをベースにした MPLAB X IDE は NetBeans コミュニティから生まれる無償のソフトウェアコンポーネントとプラグインを幅広くサポートします MPLAB X IDE は Windows Linux macos X で使えます MPLAB Code Configurator (MCC) MPLAB Code Configurator (MCC) はシームレスで分かりやすい C 言語コードを生成する無償のグラフィカルなプログラミング環境です MCC は MPLAB X IDE のプラグインであり 強力で使いやすい開発プラットフォームです MCC は PIC24/dsPIC33/PIC32MM ファミリを含む 8/16/32 ビットの PIC MCU をサポートしているため MCC を使ってただちに設計を開始でき ます すぐに開発を始められる直感的なインターフェイス 各種周辺モジュールと機能を自動的に設定 製品データシート参照の手間を最小化 MCC は Click ボード をサポート 開発をさらに迅速化できるように MCC は MikroElektronika click ボード用のクイックスタートソフトウェアライブラリをサポートしており ローレベルコード開発と検証の面倒なく設計できます MCC を簡単に入手する 3 つの方法 MPLAB X IDE プラグインをインストール MPLAB Xpress IDE を使用 実装されているソフトウェアライブラリ : USB 総設計工数および時間を短縮 量産用コードを迅速に生成 サポート対象の各種 Click ボード : センサとミクストシグナル ヒューマンマシンインターフェイス ストレージ 有線および無線通信 MPLAB X IDE プラグインを手動でインストール PIC24 MCU および dspic DSC 向け MPLAB XC16 コンパイラ MPLAB XC16 コンパイラには ANSI C 標準ライブラリ一式と強力なコードオプティマイザが含まれています 同じアプリケーションを 16 ビット MCU 用の他のコンパイラでコンパイルすると コードサイズが最大 165% まで肥大化します MPLAB XC コンパイラにはアセンブラが付属し コンパイラと組み合わせても単体のアセンブラとしても使えます MPLAB Xpress: クラウド型 IDE MPLAB Xpress クラウド型 IDE は 定評ある MPLAB X IDE で最もよく使われる機能を備えた無償のオンライン開発環境です MPLAB Xpress は新規ユーザが開発に着手するための理想的な環境であり 通常の MPLAB X IDE への移行も容易です MPLAB Code Configurator と XC16 コンパイラを実装済み Microchip 社検証済みサンプルコードライブラリ MPLAB Xpress コミュニティでコードとアイデアを共有 PICkit 3 をサポート 16ビット組み込み制御ソリューション 17

18 16 ビットファミリの比較 概要 特長 性能 ピン数 メモリ容量 PIC24ファミリ dspic DSCファミリ PIC24 F PIC24 H PIC24 E dspic33 F dspic33 E dspic33 C 低コスト 最小の消費電力 汎用 高性能 汎用 高性能 汎用 モータ制御 16 ビット DSC: 汎用 高性能 高ノイズ耐性 高信頼性 高性能 最大 2 個のコア MIPS ピン数 14~121 18~100 28~144 18~100 28~144 28~80 フラッシュメモリ (KB) 4~ ~256 32~512 6~256 16~512 SRAM (KB) 0.5~96 1~16 4~ ~30 2~53 64~128 24( スレーブコア用 PRAM) 16 4( スレーブコア RAM) DMA ü ü ü ü ü ü 動作電圧 3/5 V 3 V 3 V 3 V 3/5 V 3 V 内蔵アナログ ADC ksps ksps 16 ビット ΔΣ 型 Msps ksps ksps ksps ksps ksps ksps 10 2 Msps ksps ksps Msps 最大 Msps DAC ü ü ü ü ü ü コンパレータ ü ü ü ü ü ü オペアンプと PGA ü ü ü ü 有線通信 LIN と IrDA をサポートする UART ü ü ü ü ü ü SPI および I 2 C ü ü ü ü ü ü USB - デバイス ホスト OTG ü ü ü CAN と CAN-FD ü ü ü ü ü SENT ü ü ü クロックとタイマ 16/32 ビットタイマ ü ü ü ü ü ü RTCC - クロック カレンダ アラーム ü ü ü 波形制御 入力キャプチャと出力コンペア ü ü ü ü ü 16 ビット PWM ü ü ü ü ü ü 多出力キャプチャコンペア PWM (MCCP) と単出力 CCP (SCCP) モータ制御 各種モードをサポートするモータ制御 PWM ü ü ü ü ü ü ü PWM モジュールからトリガする ADC ü ü ü ü ü 直交エンコーダインターフェイス (QEI) ü ü ü ü デジタル電源 Msps レベルの ADC ü ü ü 1 ns/250 ps の分解能の電力変換 PWM ü ü ü 25 ns/15 ns 速度のコンパレータ ü ü ü 安全性と監視 BOR, LVD, POR, WDT ü ü ü ü ü ü ウィンドウ式 WDT ü ü ü ü ü デッドマンタイマ (DMT) ü ü CRC - フラッシュ RAM SFR ü ü ü ü ü ü 機能安全に関する機能 ü ü ü ü ü ü ユーザインターフェイス セグメント LCD ドライバ ü グラフィックディスプレイドライバ ü 充電時間計測ユニット (CTMU) ü ü ü ü ü セキュアデータ AES-256 をサポートする暗号化エンジン ü 乱数生成器 (RNG) ü セキュアなキー保存 ü 柔軟なシステム 超低消費電力 (XLP) ü VBAT ü 構成可能なロジックセル (CLC) ü ü ペリフェラルトリガジェネレータ (PTG) ü ü ü 一意のデバイス ID ü ü ü ペリフェラルピンセレクト (PPS) ü ü ü ü ü ü 18

19 16 ビットパッケージ 20 ピン QFN (ML) mm ( ピンピッチ : 0.5 mm) 20 ピン QFN (MQ) mm ( ピンピッチ : 0.65 mm) 28 ピン QFN (MQ) 5 5 mm ( ピンピッチ : 0.65 mm) 28 ピン QFN (MM & ML) mm ( ピンピッチ : 0.65 mm) 36 ピン UQFN (M5) mm ( ピンピッチ : 0.40 mm) 28 ピン UQFN (M6) mm ( ピンピッチ : 0.4 mm) 28 ピン UQFN (MX) mm ( ピンピッチ : 0.4 mm) 36 ピン VQFN (M2) mm ( ピンピッチ : 0.4 mm) 40 ピン UQFN (MV) mm ( ピンピッチ : 0.4 mm) 48 ピン UQFN (MV) mm ( ピンピッチ : 0.4 mm) 20 ピン SSOP (SS) mm ( ピンピッチ : 0.65 mm) 28 ピン SSOP (SS) mm ( ピンピッチ : 0.65 mm) 14 ピン TSSOP (ST) mm ( ピンピッチ : 0.65 mm) 18 ピン SOIC (SO) mm ( ピンピッチ : 1.27 mm) 44 ピン TQFP (PT) mm ( ピンピッチ : 0.8 mm) 48 ピン TQFP (PT) mm ( ピンピッチ : 0.5 mm) 64 ピン TQFP (PT) mm ( ピンピッチ : 0.5 mm) 64 ピン TQFP (PF) mm ( ピンピッチ : 0.8 mm) 80 ピン TQFP (PF) mm ( ピンピッチ : 0.65 mm) 100 ピン TQFP (PF) mm ( ピンピッチ : 0.5 mm) 14 ピン PDIP (P) mm ( ピンピッチ : 0.1 インチ ) 18 ピン PDIP (P) mm ( ピンピッチ : 0.1 インチ ) 20 ピン PDIP (P) mm ( ピンピッチ : 0.1 インチ ) 44 ピン QFN (ML) mm ( ピンピッチ : 0.65 mm) 64 ピン QFN (MR) mm ( ピンピッチ : 0.5 mm) 48 ピン UQFN (M4) mm ( ピンピッチ : 0.4 mm) 48 ピン VQFN (ML) mm ( ピンピッチ : 0.5 mm) 20 ピン SOIC (SO) mm ( ピンピッチ : 1.27 mm) 28 ピン SOIC (SO) mm ( ピンピッチ : 1.27 mm) 80 ピン TQFP (PT) mm ( ピンピッチ : 0.5 mm) 100 ピン TQFP (PT) mm ( ピンピッチ : 0.4 mm) 144 ピン TQFP (PH) mm( ピンピッチ : 0.4 mm) 28 ピン SPDIP (SP) mm ( ピンピッチ : 0.1 インチ ) ダイ / ウェハー (WLCSP) 121 ピン BGA (BG) mm ( ピンピッチ : 0.8 mm) 144 ピン LQFP (PL) mm ( ピンピッチ : 0.5 mm) 各種チップスケールパッケージの詳細は を参照してください Microchip 社ウェブサイトへのクイックリンク 16 ビット MCU/DSC ホームページ 16 ビット PIC MCU クイックリファレンスガイド quickreference 16 ビットの CIP CIP Microchip Advanced Parts Selector アプリケーションノート 16 ビット機能安全 FunctionalSafety 接続性 データシート検索ツール デジタル電源 XLP( 超低消費電力 ) グラフィック 車載ソリューション 高温対応 モータ制御 MPLAB Code Configurator セグメントディプレイ ソフトウェアライブラリ 16 ビット組み込み制御ソリューション 19

20 サポート Microchip 社は お客様に短期間で効率良く製品を開発して頂けるようサポートの充実に努めています 製品とシステムのサポートを提供できる フィールドアプリケーションエンジニアと技術サポートの世界的ネットワークを維持しています 詳細は を参照してください 技術サポート : Microchip 社デバイスの無償評価サンプル : ナレッジデータベースとユーザ同士のディスカッション : 営業と国際物流 : トレーニング 追加トレーニングのご希望に応えるため Microchip 社は詳細な技術トレーニング 参考資料 自分のペースで進められるチュートリアル 各種オンラインリソースを含む複数のリソースを提供しています 技術トレーニングリソースの概要 : MASTERs カンファレンス : 開発者ヘルプウェブサイト : 技術トレーニングセンター : 営業所一覧 南北アメリカ ヨーロッパ ヨーロッパ アジア / 太平洋 アジア / 太平洋 アトランタ GA Tel: オーストリア - ヴェルス Tel: イスラエル - ラーナナ Tel: オーストラリア - シドニー Tel: 中国 - 珠海 Tel: オースティン TX Tel: デンマーク - コペンハーゲン Tel: イタリア - ミラノ Tel: 中国 - 北京 Tel: インド - バンガロール Tel: ボストン MA Tel: フィンランド - エスポー Tel: イタリア - パドヴァ Tel: 中国 - 成都 Tel: インド - ニューデリー Tel: チャンドラー AZ (HQ) Tel: フランス - パリ Tel: オランダ - ドリューネン Tel: 中国 - 重慶 Tel: インド - プネ Tel: シカゴ IL Tel: ドイツ - ガーヒング Tel: ノルウェー - トロンハイム Tel: 中国 - 東莞 Tel: 日本 - 大阪 Tel: ダラス TX Tel: ドイツ - ハーン Tel: ポーランド - ワルシャワ Tel: 中国 - 広州 Tel: 日本 - 東京 Tel: デトロイト MI Tel: ドイツ - ハイルブロン Tel: ルーマニア - ブカレスト Tel: 中国 - 杭州 Tel: 韓国 - 大邱 Tel: ヒューストン TX Tel: ドイツ - カールスルーエ Tel: スペイン - マドリッド Tel: 中国 - 香港 SAR Tel: 韓国 - ソウル Tel: インディアナポリス IN Tel: Tel: ロサンゼルス CA Tel: Tel: ローリー NC Tel: ニューヨーク NY Tel: サンノゼ CA Tel: Tel: カナダ - トロント Tel: ドイツ - ミュンヘン Tel: ドイツ - ローゼンハイム Tel: スウェーデン - ヨーテボリ Tel: スウェーデン - ストックホルム Tel: イギリス - ウォーキンガム Tel: 中国 - 南京 Tel: 中国 - 青島 Tel: 中国 - 上海 Tel: 中国 - 瀋陽 Tel: 中国 - 深圳 Tel: 中国 - 武漢 Tel: 中国 - 厦門 Tel: 中国 - 西安 Tel: マレーシア - クアラルンプール Tel: マレーシア - ペナン Tel: フィリピン - マニラ Tel: シンガポール Tel: 台湾 - 新竹 Tel: 台湾 - 高雄 Tel: 台湾 - 台北 Tel: タイ - バンコク Tel: ベトナム - ホーチミン Tel: /10/31 Microchip Technology Inc W. Chandler Blvd. Chandler AZ, Microchip 社の名称とロゴ Microchip ロゴ dspic MPLAB PIC は米国およびその他の国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です dspicdem motorbench PICtail REAL ICE は米国およびその他の国における Microchip Technology Incorporated の商標です mtouch は米国における Microchip Technology Incorporated の登録商標です LoRa の名称および関連ロゴは Semtech Corporation またはその関連会社の商標です その他本書に記載されている商標は各社に帰属します 2018, Microchip Technology Incorporated.All Rights Reserved.9/18 DS R_JP