Haushaltsgeräte

Cortex-M0-basierte Systemmanagement-Lösung für Weiße Ware

| Redakteur: Holger Heller

Weiße Ware: Neues Systemmanagement senkt Kosten, Energieverbrauch und Sicherheitsrisiken (Marcus Wieser, Pixelio/Text100)
Weiße Ware: Neues Systemmanagement senkt Kosten, Energieverbrauch und Sicherheitsrisiken (Marcus Wieser, Pixelio/Text100)

Mit einfacher Programmierung, leistungsfähiger Verarbeitung und einem wettbewerbsfähigen Preis sorgen Cortex-M0-MCUs in Haushaltsgeräten für eine Ablösung bisheriger 8- und 16-Bit-Lösungen.

Der Markt für Weiße Ware ist durch Langlebigkeit und Funktionalität über Jahre hinweg geprägt. Lange Produktlebenszyklen wirken sich direkt auf den Design-Lebenszyklus der Elektronik aus. Es ging darum, Design-Zuverlässigkeit zu erzielen, während die Nutzung neuester Technik nachrangig war.

Seit geraumer Zeit will der Hausgerätemarkt aber für die Verbraucher reizvoller erscheinen: Designs werden komplexer, was die Systemkosten erhöhen oder die Zuverlässigkeit des Geräts beeinflussen kann - sofern keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden.

NXP hat ein neues Systemmanagement-Konzept für Weiße Ware ausgearbeitet, dessen Basis ein Systemmanagement-Board ist, das für das Programmmanagement, die Verbrauchersteuerung und die Kommunikation zuständig ist (Bild 1):

  • Der LPC1200 steuert die Programme, Verbraucher und den Motor, verwaltet die Off-Board-Kommunikation und stellt die Verbindung zur Benutzeroberfläche her,
  • Das Netzteil basiert auf NXPs Leistungs-IC TEA1721, der im Standby-Status 10 mW aufnimmt und die Spannungen für die CPU und Triacs erzeugt,
  • Triacs für niedrige und hohe Ströme dienen zum Schalten der Verbraucher.

Die LPC1200-MCUs sind speziell für Weiße Ware und industrielle Steuerungen ausgelegt und basieren auf ARMs Cortex-M0-Core, der mit 33 MHz getaktet wird. Wann immer es um den Ersatz von 8- und 16-Bit-Lösungen geht oder um neueste Design-Trends bei Weißer Ware, empfiehlt es sich auf spezielle Eigenschaften, wie sie auch der LPC1200 bietet, zu achten.

Einfache Implementierung

Der LPC1200 bietet GPIOs, die als Quelle oder Senke hohe Stromstärken verkraften. Zur direkten Ansteuerung von Hochstrom-Triacs (z.B. für den Motor) müssen die Pins als Stromsenke mindestens 15 mA unterstützen. Damit ist auch die direkte Ansteuerung von LEDs möglich. Komparatoren, 16-Bit-Timer und Capture-Eingänge dienen dazu, eine präzise Nulldurchgangs-Erkennung für den Motor zu realisieren und Fehltriggerungen zu vermeiden. Ein eingebauter I/O-Konfigurator mit Unterstützung für ein programmierbares Glitch-Filter an allen I/Os verbessert die Signalintegrität.

Minimierung der Systemkosten

Der LPC1200 verfügt über einen internen RC-Oszillator mit 12 MHz Taktfrequenz und einer Toleranz unter ±1 % über den gesamten Spannungs- und Temperaturbereich. Von dieser präzisen internen Taktquelle werden über einen internen Teiler die nötigen Takte für die einzelnen Peripheriefunktionen abgeleitet. Für die Off-Board-Kommunikation kommt ein UART-basiertes Protokoll zum Einsatz, das seinen Takt direkt vom IRC bezieht und damit zur Senkung des Bauteileaufwands beiträgt.

Die hohe Codedichte eines solchen Bausteins hilft bei der Senkung der Systemkosten, da die Applikationssoftware im Gegensatz zu 8/16-Bit-Cores weniger Speicherplatz benötigt (Bild 2). Dies hat außerdem entscheidende Auswirkungen auf die Wahl der richtigen Flash-Kapazität für die MCU.

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