工業(yè)自動化企業(yè)如何使用Dialog ASIC滿足頗具挑戰(zhàn)性的功耗要求

本案例分享介紹了一家工業(yè)自動化企業(yè)如何使用Dialog ASIC來滿足其頗具挑戰(zhàn)性的功耗要求。

概述

我們的客戶是一家領(lǐng)先的工業(yè)自動化公司，總部位于德國，在國際市場上開展業(yè)務(wù)，其產(chǎn)品包括氣動和電氣自動化產(chǎn)品，包括執(zhí)行器、伺服電機、傳感器和閥門等等。該客戶為系統(tǒng)開發(fā)采購電子元件時，考慮的關(guān)鍵需求是精確性能、低功耗和小尺寸相結(jié)合。

針對其最新產(chǎn)品，他們正在開發(fā)一種靈活、去中心化、緊湊且輕質(zhì)的自動化系統(tǒng)。新系統(tǒng)的尺寸更小，而且由于沒有局部冷卻，因此對低功耗的需求尤為突出。他們此前曾與Dialog半導(dǎo)體公司（瑞薩全資子公司）合作為其之前的模塊化電氣終端開發(fā)ASIC，他們了解定制解決方案所提供的優(yōu)勢。

Dialog在為工業(yè)自動化市場開發(fā)ASIC方面有著悠久的歷史。這家客戶通過之前和我們的開發(fā)合作經(jīng)歷，他們充分了解了定制芯片流程，并且知道其最新產(chǎn)品需要更多的功能，因此實現(xiàn)這一切的唯一可行解決方案是ASIC。

需求

新閥門系統(tǒng)的設(shè)計規(guī)格要求比之前的產(chǎn)品更高。將尺寸縮到比前代系統(tǒng)更小，就意味著沒有足夠的空間來包含局部冷卻。因此，對系統(tǒng)的功耗提出了極具挑戰(zhàn)性的要求。電子元件需要很小才能滿足產(chǎn)品整體更小的外形尺寸。除了能滿足這些要求，還需要一個在PHY設(shè)計方面有著豐富經(jīng)驗的供應(yīng)商，因為這是去中心化系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵必要條件。

解決方案

開發(fā)的ASIC通過集中式多閥門系統(tǒng)中的后端總線功能執(zhí)行通信。最初，在Dialog工程團隊開始研究時，客戶正在考慮一種不同的解決方案。然而，大家很快發(fā)現(xiàn)該解決方案無法滿足他們的預(yù)期。此后，Dialog工程師團隊完成了滿足通信和功耗要求的新PHY和DSP架構(gòu)的開發(fā)。最終的芯片包括以下額外功能：

3 x 250MBits/ PHY，全雙工4線接口

主動降噪

16-bit μC內(nèi)核內(nèi)嵌式64kB e-FLASH和SRAM

16-通道10-bit ADC和DAC I/O

集成的LDO和DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器

效果

使用該ASIC，我們的客戶實現(xiàn)了以下效果：

與之前的解決方案相比，功耗降低了75%（《400mW）

速度比快速以太網(wǎng)解決方案快2.5倍

低于10納秒的同步時間戳

數(shù)字接口或模擬傳感器的靈活輸入/輸出配置

顯著縮小了尺寸，使得該ASIC能在多種尺寸的模塊中使用

原文標題：Dialog工業(yè)自動化ASIC案例分享

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