Sie ermöglichen die präzise Steuerung von Dual-Motor-Konfigurationen sowie PFC (Leistungsfaktorkorrektur) und bieten damit eine effiziente, kostengünstige und vielseitige Lösung für Anwendungen in Haushaltsgeräten wie Klimaanlagen, Luft-Luft-Wärmepumpen, Waschtrocknern, Geschirrspülern und Induktionskochfeldern.
Leistungsstarker Kern und robuster Speicher:
Die neue Serie mit Gleitkommaeinheit (FPU) und DSP-Erweiterungen arbeitet mit 180 MHz und erreicht 705 CoreMark®-Punkte und 267 DMIPS. Sie ist mit bis zu 256 KB Flash-Speicher, 64 KB Daten-Flash und 32 KB SRAM ausgestattet. Sowohl Flash- als auch SRAM unterstützen ECC und gewährleisten so die Datenintegrität. Zusätzlich verfügt sie über 512 Byte OTP-Speicher (One-Time Programmable) und 6 KB für den Bootloader.
Spezielle Hardwarebeschleuniger für hochpräzise Motorsteuerung.
Um die CPU bei der Implementierung von feldorientierten Regelungsalgorithmen (FOC) von rechenintensiven Aufgaben zu entlasten, verfügt der GD32M531 über folgende Komponenten:
• Trigonometrische Berechnungseinheit (TMU): Führt Operationen wie Sinus, Kosinus, Arkustangens und Quadratwurzel in nur wenigen Taktzyklen durch.
• Raumzeiger-Pulsweitenmodulationseinheit (SVPWM): Erzeugt direkt Raumzeiger-Modulationssignale zur Ansteuerung von Drehstrom-Induktionsmotoren oder Permanentmagnet-Synchronmotoren über Drehstromumrichter. Diese Modulationsart ist speziell für die Verwendung in FOC-Algorithmen ausgelegt.
Erweiterte Timer und Hardware-Schutz
• Erweiterte Timer (AD-TIMER): Zwei 16-Bit-Timer mit je 8 Kanälen ermöglichen die unabhängige Steuerung zweier FOC-Gruppen. Sie beinhalten eine Hardware-Phasenverschiebungs-Triggergenerierung für die ADCs, die eine synchronisierte und präzise Spannungs- und Stromabtastung gewährleistet und die üblichen Verzögerungen der Software-Triggerung eliminiert.
• Dedizierte Schutzperipheriegeräte (POC und GTOC):
o Der Port Output Controller (POC) überwacht permanent potenzielle Probleme wie Überströme oder Kurzschlüsse in der Leistungsstufe. Bei Erkennung einer Anomalie kann er die Motorsteuersignale innerhalb von nur 3 Taktzyklen ohne CPU-Eingriff deaktivieren – schneller als Software.
o Der General Purpose Timer Output Controller (GTOC) bietet ähnliche Funktionen für die General Purpose Timer (GPTIMER) mit Reaktionszeiten von ca. 5 Taktzyklen.
Breiter Spannungs- und Temperaturbereich
: Die neue GD32M531-Serie unterstützt einen breiten Versorgungsspannungsbereich von 2,7 V bis 5,5 V und kann bei Temperaturen von −40 °C bis 105 °C (Sperrschichttemperatur bis zu 125 °C) betrieben werden. Sie bietet zudem einen robusten ESD-Schutz (HBM ±4 kV, CDM ±1 kV) und unterstützt Latch-up-Ströme von ±200 mA. Verschiedene Energiesparmodi sind integriert. Im Standby-Modus beträgt der typische Stromverbrauch nur 2,18 µA bei 5,0 V.
Hochintegrierte Peripheriegeräte:
Der Mikrocontroller bietet diverse Kommunikationsschnittstellen, darunter vier UARTs, eine I²C-, eine SPI- und eine CAN 2.0B-Schnittstelle. Für Hilfssteuerungsaufgaben verfügt er über vier 16-Bit-Universaltimer, die für die Leistungsfaktorkorrektur (PFC) genutzt werden können, sowie drei 32-Bit-Komparatortimer (CPTIMER). Zwei 12-Bit-ADC-Module unterstützen synchrone und asynchrone Abtastung sowie die simultane Erfassung von bis zu fünf Kanälen. Der DAC kann als Komparatoreingang zur Verbesserung der Genauigkeit der analogen Signalverarbeitung verwendet werden.
Funktionale Sicherheit auf Industrieniveau:
Die STL (Safety Test Library) des GD32M531 ist nach IEC 60730 Klasse B zertifiziert und erfüllt somit die Normen für funktionale Sicherheit von Haushaltsgeräten. Integrierte CRC-, UID- und Code-Schutzfunktionen sowie die vollständige ECC-Abdeckung erhöhen die Systemsicherheit und die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften zusätzlich.
Breites Anwendungsspektrum.
Erhältlich in den Gehäusen LQFP64 und LQFP48, reduziert das hochintegrierte Design die Anzahl externer Komponenten, optimiert die Stückliste und verkürzt die Produktentwicklungszyklen. Es unterstützt eine Vielzahl von Motorsteuerungsanwendungen: Außenklimaanlagen, Luft-Luft-Wärmepumpen, Waschmaschinen/Trockner, Geschirrspüler, Induktionskochfelder, Wechselrichter, Wasserpumpen, Industrielüfter, Gelenke für Industrieroboter, MPPT für Photovoltaik-Wechselrichter, DC/DC-Wandler für Energiespeicher, Ladestationen und vieles mehr.
