以DAVE平台架构开发XMC微控器的应用
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挟多年车用电子、工控领域开发经验，英飞凌持续于XMC系列微控制器的产品更新，以具备弹性化配置、多元周边与DAVE整合开发环境与图形化界面的程序码产生器，协助业者聚焦于马达控制等与工厂自动化等应用领域…
台湾英飞凌科技(Infineon)主任工程师朱淡森，从「以DAVE平台架构开发XMC微控器的应用」为议题，带出德国英飞凌(Infineon)从汽车电子到开发MCU有30多年经验，过去从开发自家专属工规MCU出发，6年前与安谋(ARM)合作取得IP授权，XMC MCU锁定工厂自动化(Factory Automation)、建筑自动化(Building Automation)、交通运输(Transportation)、电力能源(Power & Energy)与家庭与专业人士的工具应用。
朱淡森指出英飞凌的XMC微控制器，可分为采用Cortex-M4核心的XMC 4000系列，以及采Cortex-M0为核心的XMC1000系列。以一致性的MCU发展平台，可程序化周边与弹性化I/O混搭方式，提供无数的工控自动化的应用方案。同时透过免费提供客户DAVE整合开发环境？平台，做相关XMC产品的开发；而尤其在工厂自动化这领域，像是电力转换、马达控制、照明与通讯部分属于其强项。
高端XMC4000 MCU与新成员
XMC4000全系列采含FPU浮点运算的Cortex-M4核心，提供6组串行界面提供SPI、I2C、I2S、USB、CAN，CCU4/CCU8与POSIF步进定位界面、可程序化周边互连阵列(EBU)、4组12位元ADC？两组DAC；工作温度从-40？125℃，QFN48、64-144 LQFP、196 BGA等封装？脚位设计，并提供至少15年供货期。
XMC4100为256KB Flash/40KB RAM/48-64pins设计、XMC4400为512KB Flash/64KB RAM/64-100pins设计，时脉为120MHz，并追加以太网络、2组CAN与计时控制器与积？微分调变电路；XMC4500加入EBU、3组CAN与SD读卡机界面。
2015年8月推出的XMC4700/XMC4800频率提高到144MHz，并提供6组的CAN控制汇流排。预定明年(2016)第1季开始量产，Flash/RAM提升到2MB、352KB，其结合实时控制的效能与强化的周边连接性，像专属CCU8变频PWM产生器、具备侦测霍尔磁通量传感器(Hall Sensor)的定位界面(POSIF)、以及触发事件要求单元(Event Request Unit；ERU)，提供系统管理者实时线上遥控。
XMC4800还提供工业控制标准如IEEE 1588、USB、EBU、CAN、SD/MMC、UART、I2C、SPI各种汇流排，新增加EtherCAT以太自动化控制网络技术，不需要专用的EtherCAT ASIC、外部存储器与时脉晶体，可将设计体积减到最小搭配。
从DAVE开发平台的范例码与德国BECKOFF公司(EtherCAT原创者)的堆叠工具；也可付费选购第三方EtherCAT工具，来建构完整的EtherCAT的应用支持。他列举一个以双RJ-45 EtherCAT以太自动化控制网络，透过XMC4800同时做两个马达的转速实时监测、变频控制。提供LQFP-100、LQFP-144和 LFBGA-196三种封装。
入门MCU提供智能照明、变频控制
至于XMC1000系列，全系列采最高到48MHz的Cortex-M0微控制器核心，周边处理频率最高96MHz；具备CCU4/CCU8撷取比较单元、2？4通道串行通讯，12bit ADC，工作温度-40？105℃。以及64MHz特定浮点指令强化的的辅助浮点运算处理电路，搭配Cortex-M0可加速7倍浮点除法、38倍余弦(Cosine)与高分辨率PARK转换速度；同时具备Secure boot loader将启动码以AES-128引擎进行编解码防护，避免被破解窜改。
2013年1月推出XMC1100 MCU，内建64KB Flash/16-40pins设计，XMC1200则内建最多200KB Flash以及3组类比信号比较器。XMC1200内建9通道的LED亮度色彩控制单元(Brightness and Color Control Unit；BCCU)，以12位元亮度解析准位与脉冲密度调变(PDM)机制，近乎零处理器负载的提供对人眼平顺无闪烁的指数调光机制，广泛的支持各种LED驱动IC。
XMC1300则内建侦测霍尔磁通量传感器(Hall Sensor)的定位界面(POSIF)、CCU8计时控制并可搭配专属数学协同处理器，可支持各种AC马达、BLDC无刷直流马达，与PMSM永磁同步马达等，可应用如电钻、电器家具、冷气、帮浦、电动脚踏车与风扇等低端产品端的应用。
预计于2016年第1季推出的XMC1400，则内建2组CAN控制汇流排、2组CCU8(PWM马达控制计时器)、双Hall Sensor界面，以及4组串行通讯界面(UART/SPI/I2S/I2C)。可外接4-20MHz石英振荡器(OSC)，提供IEC 60370 classB规范的控制函式库，强化入门与中端的马达？自动化控制应用。
DAVE开放开发平台 加速客户开发产品
英飞凌从整合DAVE Bench、Drive与组态码产生器于一体，于2012年推出DAVE3第三代图形化IDE整合开发环境，提供免费的GNU编译器(Compiler)、侦错器(Debugger)与加载程序(flash loader)，全系列MCU共享相同的DAVE开发平台，以及众多已开发的功能应用元件(APPs)。
到2015年7月23日的DAVE4，目前已内建74种应用元件，16个Beta测试应用元件库。预计10月会在公布一批针对XMC1400/4700/4800的应用元件库，包含数码电力转换。DAVE也开放第三方开发工具链(Compiler/Debugger/Flash Programming)，像是IDE、硬件ICE、RTOS/MiddleWare中介层、MATLAB Simulink XMC1000/4000等硬件烧录器的连结呼叫。此外也有官方网站、开发社群以及第三方等厂商提供谘询与技术服务。
朱淡森以图解方式示范DAVE开发过程。从主选单的开档选择新增专案、输入专案名称、选择应用型态(例如使用CE消费性电子的应用)，然后再选择MCU型号与零件编号，加入新的应用元件库(Apps)，接下来用户只须定义互连信号、GP I/O脚位定义、所需模块组态等步骤后，就可以自动编译、产生C语言的目的码。
英飞凌目前提供符合Arduino单芯片电脑板规范的XMC MCU工程套件，应用范围从LED彩色照明控制、各种低中高电压？功率(12？230V、12？750W)的马达控制套件等等，以及充电式电钻套件。最后总结，英飞凌以提供创新的工业控制MCU的第一优先选择为远景，以XMC单一MCU平台，建构可弹性延展、高效能、强固且可信赖的解决方案。
