Die M4L-Serie wurde für die Echtzeitverarbeitungsanforderungen von Einzelmotorsteuerungen entwickelt und vereint dedizierte Motorsteuerungshardware, Sicherheitsfunktionen, funktionale Sicherheitsmaßnahmen und Firmware-Upgrade-Kompatibilität auf einem einzigen Chip. Diese Integration reduziert die Anzahl externer Komponenten, minimiert den Platzbedarf auf der Leiterplatte und vereinfacht das Systemdesign für eine Vielzahl von Anwendungen, darunter Industrieanlagen, Fabrikautomationssysteme, Bürogeräte, Haushaltsgeräte und Konsumgüter.

Die M4L-Serie nutzt die neuesten Versionen der dedizierten Motorsteuerungshardware von Toshiba, darunter die Advanced Vector Engine (A-VE2), den Advanced Programmable Motor Driver (A-PMD2) und den Advanced Encoder (A-ENC2). Durch die Auslagerung rechenintensiver Motorsteuerungsaufgaben von der CPU ermöglichen diese Hardwarebeschleuniger eine effiziente, feldorientierte Echtzeitsteuerung (FoC), reduzieren die Prozessorlast und stellen zusätzliche Rechenressourcen für Anwendungssoftware bereit.

Die Mikrocontroller verfügen außerdem über integrierte Sicherheitsfunktionen, funktionale Sicherheitsmaßnahmen sowie Over-the-Air- (FOTA) und Remote-Firmware-Upgrade-Funktionen. Zu den Sicherheitsfunktionen gehören Chip-Schutz (CPRO), sicherer Zugriff auf den Speicher (SAM) und Schutz des nicht wiederbeschreibbaren Flash-Speichers (NRFP). Diese Funktionen schützen vor unberechtigtem Zugriff, gewährleisten die Speicherzugriffskontrolle und sichern kritische Code- und Datenbereiche. Zusammen bieten sie eine hardwarebasierte Lösung zum Schutz eingebetteter Software und zur Implementierung eines Vertrauensankers (RoT). Funktionale Sicherheitsfunktionen umfassen Diagnosemechanismen für Flash-Speicher, RAM, Analog-Digital-Wandler (ADCs) und Taktsysteme und erleichtern so die Entwicklung sicherheitsrelevanter Anwendungen. Toshiba bietet außerdem UL 60730 Klasse B-zertifizierte Software zur Unterstützung der Anwendungsentwicklung für Haushaltsgeräte.

Geräte mit 256 KB Code-Flash-Speicher verfügen über eine Dual-Bank-Architektur. Dadurch kann eine Flash-Speicherbank neu programmiert werden, während die Software von der anderen weiterläuft. Dies ermöglicht Firmware-Updates ohne Unterbrechung des Systembetriebs und ist mit FOTA-Implementierungen kompatibel. Geräte mit 128 KB Code-Flash-Speicher verfügen über 64 KB Daten-Flash-Speicher zum Speichern von Konfigurationsinformationen und Anwendungsdaten, wie z. B. Betriebsregistern.

Die M4L-Serie arbeitet mit einer Versorgungsspannung zwischen 2,7 V und 5,5 V und ist somit mit 3-V- und 5-V-Systemen kompatibel. Die Gehäuse LQFP und VQFN mit 44 bis 64 Pins bieten Flexibilität für Anwendungen mit unterschiedlichen Größen und I/O-Anforderungen. Die Bausteine ​​verfügen über einen Hochgeschwindigkeitsoszillator mit 10 MHz und einer Genauigkeit von ±1 % sowie einen Komparator zur Überstromerkennung, der zur Notabschaltung des Motors eingesetzt werden kann. Dies reduziert die Systemkosten und die Komplexität der Leiterplatte durch die Verringerung der Anzahl externer Bauteile. Der Energiesparmodus eignet sich besonders für batteriebetriebene Anwendungen.

Die M4L-Serie bietet verschiedene Kommunikationsschnittstellen, darunter UART, SPI und I²C, sowie eine serielle Speicherschnittstelle (SMIF) zur Speichererweiterung. Weitere Peripheriegeräte umfassen 12-Bit-Analog-Digital-Wandler (ADCs), 8-Bit-Digital-Analog-Wandler (DACs), Komparatoren, DMA-Controller, Hardware zur CRC-Prüfsummenberechnung und Timerfunktionen. Diese ermöglichen den direkten Anschluss von Sensoren, Aktoren, externen Speichern und anderen Systemkomponenten ohne zusätzliche Schnittstellen.

Zur Unterstützung der Produktbewertung und -entwicklung stellt Toshiba Dokumentation, Beispielsoftware und Peripherietreiber sowie Evaluierungsboards und Entwicklungsumgebungen von Partnern aus dem Arm®-Ökosystem bereit. Das in Zusammenarbeit mit MIKROE entwickelte Clicker 2-Evaluierungsboard für den TMPM4L4A bietet eine kostengünstige und benutzerfreundliche Plattform zur Erforschung von BLDC-Motorsteuerungsanwendungen. Das Board ist mit der Toshiba MCU Motor Studio Software kompatibel, die über die Toshiba-Website erhältlich ist.

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