Microchip、コスト最適化されたリアルタイム制御DSCを発表

Microchip Technologyは、処理性能、周辺機能統合、およびコスト効率のバランスが求められるリアルタイム制御アプリケーション向けに、dsPIC33CK Value Lineデジタルシグナルコントローラ（DSC）ファミリーを発表した。同製品は、産業オートメーション、自動車電子機器、コンシューマ製品、医療機器など、高精度な制御と高い信頼性が求められる分野を対象としている。

リアルタイム制御要件に対応する統合設計
多くの組み込み制御システムでは、低い部品コストを維持しながら、高速応答、高精度センシング、および複数の通信インターフェースが求められる。フィールド指向制御（FOC）によるモータ制御、静電容量式タッチインターフェース、高精度センシングなどの用途では、決定論的な処理性能と高度に統合された周辺機能が重要となる。

dsPIC33CK Value Lineファミリーは、プロセッサ機能、アナログ機能、および通信機能を単一のコントローラに統合することで、これらの要求に対応する。通常は追加部品が必要となる機能を内蔵することで、プリント基板の複雑さ、部品点数、およびシステム全体のコスト削減を可能にする。

これらのコントローラは最大100 MHzで動作し、リアルタイム制御アーキテクチャにおいて重要な予測可能な応答時間を実現する決定論的実行をサポートするよう設計されている。

高精度制御向けの統合アナログ機能とPWM
新しいDSCファミリーの特徴の一つは、閉ループ制御アプリケーション向けに統合されたアナログおよび制御周辺機能である。デバイスには12ビットADC（アナログ-デジタルコンバータ）、12ビットDAC（デジタル-アナログコンバータ）、およびオンチップアナログコンパレータが搭載されている。

ADCは8チャネルで最大2 MSPS（毎秒200万サンプル）のサンプリング速度をサポートし、モータ制御や産業用モニタリング用途において高速なセンサデータ取得を可能にする。また、統合されたPWMサブシステムは最小2ナノ秒の分解能を提供し、モータ、電力変換システム、およびその他の時間依存性の高い電子機器の高精度制御を実現する。

これらの機能により、設計者は外部アナログ部品への依存を減らしながら、高度な制御アルゴリズムを実装できる。

拡張可能なメモリ構成と長期的な設計柔軟性
dsPIC33CK Value Lineファミリーは、32 KBから256 KBまでのプログラムフラッシュメモリ容量を提供する。これにより、開発者はアプリケーション要件に応じて最適なデバイスを選択しながら、他のdsPIC33CKシリーズ製品との互換性を維持できる。

dsPIC33CKエコシステム全体との互換性は、将来的な製品アップグレードのための移行パスを提供し、大規模な再設計を行うことなく処理能力やメモリ容量を拡張できる。この拡張性は、製品ライフサイクルが長い産業機器や自動車関連機器の開発において特に有用である。

組み込み制御ネットワーク向け通信インターフェース
現代の組み込みシステムは、多様な通信規格への対応が求められる接続型環境で運用されることが増えている。これに対応するため、本コントローラファミリーはCAN FD、LIN、SENT、UART、SPI、およびI²Cインターフェースを統合している。

CAN FDおよびLINの搭載により、自動車向け電子制御ユニット（ECU）への適用が可能となる。また、SENTは自動車用センサとの通信をサポートする。SPI、UART、およびI²Cは、産業オートメーションやコンシューマ機器で一般的に使用されるセンサ、ディスプレイ、無線モジュールなどとの接続を可能にする。

これらの幅広い通信機能により、単一のコントローラプラットフォームで多様な組み込み制御アーキテクチャや接続型デバイスエコシステムに対応できる。

車載グレードの信頼性と組み込みセキュリティ機能
本コントローラはAEC-Q100 Grade 1認証を取得している。この車載信頼性規格は、通常-40°Cから+125°Cまでの温度範囲での半導体動作を検証するものであり、厳しい自動車および産業環境での利用を可能にする。

さらに、セキュアブートおよびセキュアファームウェアアップデート機能を搭載しており、システムソフトウェアの不正改変を防止するとともに、接続型組み込みシステムの安全なライフサイクル管理を支援する。

信頼性認証と統合セキュリティ機能を組み合わせることで、産業オートメーションおよび自動車電子機器分野で高まる安全性と信頼性への要求に対応している。

開発エコシステムによる迅速なプロトタイピング
Microchipは、dsPIC33CK Value Lineファミリー向けに低コストのCuriosity Nano評価キットも提供している。このキットにはデバッガが内蔵されており、初期開発段階で外部プログラミング機器を必要としない。

また、Curiosity Nano Base for Click Boards、タッチアダプタボード、およびモータ制御プロトタイピング向けのDual Inline Module（DIM）との互換性を備えている。開発者はMPLAB開発エコシステムおよびMPLAB XC-DSC Proコンパイラを利用してソフトウェア開発を進めることができる。

これにより、エンジニアは複数世代の製品にわたって共通の開発環境を活用しながら、リアルタイム制御アプリケーションの試作、評価、および実装を行うことが可能となる。

追加情報
このセクションでは、元のニュースリリースには含まれていない技術仕様および競合製品との比較情報について説明する。

dsPIC33CK Value Lineは、Texas InstrumentsのC2000 F28002xシリーズ、STMicroelectronicsのSTM32G4ファミリー、NXPのS32Kシリーズなど、制御用途向け組み込みプロセッサ市場に参入する製品である。この分野では、プロセッサ周波数、ADCサンプリング速度、PWM分解能、通信インターフェース、メモリ容量、および安全認証が主要な比較指標として用いられる。

最大100 MHzの動作周波数、2 MSPS対応の12ビットADC、および2ナノ秒PWM分解能を備えるdsPIC33CK Value Lineは、モータ制御やデジタル電源用途向けに位置付けられる。一般的なマイクロコントローラと比較して、デジタルシグナルコントローラはマイクロコントローラ機能とデジタル信号処理機能を組み合わせており、産業オートメーション、自動車電子機器、および高度なセンシングシステムにおける制御アルゴリズムの効率的な実装を可能にする。また、CAN FD、LIN、およびSENTインターフェースの搭載は、自動車データエコシステムや次世代組み込み制御ネットワークの要件にも適合している。

Aishwarya Mambet（Induportals編集者）、AIの支援により編集。

www.microchip.com