STMicroelectronics High-performance Arm Cortex-M7 32-bit RISC Core Operating at up → 550 MHz

STMicroelectronics STEVAL-SILPC01 ist eine SPS-Lösung mit einer 1oo2-Architektur, die den digitalen Mehrkanaleingang CLT03-2Q3 und den digitalen Einkanalausgang IPS160HF enthält.

Die Hardware ist so ausgelegt, dass sie die SIL-Norm erfüllt. Das Produkt wurde offiziell vom TÜV Italia (TÜV SÜD Group) in Übereinstimmung mit den SIL 2/PL d-Anforderungen bewertet: zufällige Ausfallraten, systematische Fähigkeit (für die Hardware), architektonische Einschränkungen in Übereinstimmung mit den Normen IEC 61508, EN 62061, EN ISO 13849-1 und EN ISO 13849-2.

Das System ist auf dem Mikrocontroller STM32H723VG aufgebaut. Es ist in der Lage, gleichzeitig die Konnektivität, die Lastansteuerung und die Systemdiagnose für das Powermanagement, die digitalen Eingangs-/Ausgangs-ICs und die Temperaturüberwachung zu verwalten.

Die Lösung integriert DC-DC-Wandler in einer Buck-Konfiguration, die vom L7987L und L7983 gespeist werden. Die Schaltwandler sind so ausgelegt, dass sie 3,5 V auf der Benutzerseite und 6 V auf der isolierten Seite liefern. Mit speziellen Nachregelungsschaltungen werden diese Spannungspegel auf 3,3 V für die MCU, die Konnektivität und den Temperatursensor (auf der isolierten Seite verfügbar) und 5 V für den Signal-Delta-Isolator (ebenfalls auf der isolierten Seite verfügbar) heruntergeregelt.

Der Eingang CLT03-2Q3 kann eine feste Gleichspannung über einen 0-36-V- oder 4-20-mA-Sensor erfassen, während die beiden IPS160HF die Ansteuerung von Lasten mit einer Strombelastbarkeit von 2,5 A für jeden Ausgang ermöglichen.

Auf der Karte sind mehrere Diagnose- und Schutzschaltungen vorhanden, um die ordnungsgemäße Funktion des Systems zu gewährleisten und die Anforderungen der IEC61508-2 zu erfüllen.

Die Hardware wird durch das STSW-SILPLC-Firmwarepaket unterstützt, das auf der STM32Cube-Architektur basiert. Das Produkt besteht aus einer Anwendungsschicht, einer Treiberschicht mit BSP/CMSIS und HAL-Bibliothek und einer Middleware-Schicht.

Die Firmware-Lösung beinhaltet den vom TÜV Rheinland zertifizierten EtherCAT-Protokollstack V5.0.8 und X-CUBE-STL-H7 v1.2.0. Die Stack-Bibliothek bietet spezielle APIs für den Austausch von Datenpaketen zwischen dem Master und dem Slave. Die Daten bestehen aus einer Reihe von Befehlen zur Ansteuerung der Last über das integrierte IPS an Bord und zur Verwaltung der Systemdiagnose über spezielle Signale. Diese Datentypen werden über den Prozessdatenkanal des Protokollstapels ausgetauscht.

Eine Daisy-Chain-Konfiguration kann implementiert werden, um mehr als einen Sensorknoten mit demselben Netzwerk zu verbinden. In diesem Fall erzeugt der Master einen gemeinsamen Frame mit den Daten, die an alle EtherCAT-Slaves (ECS) adressiert werden. Jeder Knoten identifiziert seinen eigenen Rahmen, indem er nur die im Rahmen angegebene MAC-Adresse prüft.

Spezielle Unterlagen zur TÜV-Bewertung der Hardware, wie z. B. TN1395 „Analysis of hardware systematic failures and techniques for on-chip redundancy“, FMEDA, „Assessment on hardware Report“ TI 722260614 Rev. 0, und das Industrialisierungspaket sowie das Benutzerhandbuch sind auf Anfrage durch Unterzeichnung einer speziellen NDA erhältlich.

Aufgebaut auf den folgenden ICs für den industriellen Markt:

STM32H723VG: Arm® Cortex®-M7 32-Bit-RISC-Kern mit bis zu 550 MHz
CLT03-2Q3: Selbstversorgter digitaler Eingangsstrombegrenzer
IPS160HF: Einkanal-High-Side-Schalter
L7987L: 61 V 2 A asynchroner Abwärtsschaltregler
ISOSD61: Isolierter 16-Bit-Sigma-Delta-Modulator, Single-Ended- und LVDS-Schnittstellen

Hauptversorgungsspannung: 24÷36 V (max. 60 V)

Power-Management-Schaltung zur Erzeugung von Spannungsreferenzen für digitale Schaltkreise

Entwickelt, um IEC61508 SIL 2 Level zu erfüllen

Vom TÜV Italia (TÜV SÜD Group) geprüfte Hardware

Entmagnetisierung der induktiven Last und direkte Ausgangsdiagnose auf dem Board verfügbar

X-CUBE-STL

Selbsttestbibliothek vom TÜV Rheinland zertifiziert

Echtzeitkommunikation mit EtherCAT

RS485 PHY

Sechsschichtiger Aufbau zur Verbesserung der Störfestigkeit bei Echtzeitkommunikation

RoHS