Toshiba дала Cortex-M4F аппаратные рефлексы трёхфазного двигателя
Шесть ключей трёхфазного моста нельзя включать «примерно одновременно». Ток нужно снять в определённом участке ШИМ-периода, выдержать dead time, успеть отреагировать на аварию и передать выборку в алгоритм управления. Если каждое из этих событий проходит через прерывания, задержка и джиттер прошивки становятся частью силовой схемы.
Рефлекс замыкается внутри кристалла
Toshiba вывела в массовое производство TXZ+ M4H — компактную группу MCU, где эта временная цепочка собрана рядом с ядром Arm Cortex-M4F на 120 MHz. Один блок A-PMD формирует три пары комплементарных выходов U/V/W и X/Y/Z для силового каскада. Он умеет задавать dead time, принимать аварийный сигнал EMG и сигнал перенапряжения OVV, а также работать с трёхфазным interleaved PFC. Для простого BLDC-привода это означает, что PWM, отбор тока и отключение ключей могут обмениваться событиями внутри периферии, без обязательного захода в код между каждым фронтом.
A-PMD выдаёт шесть аппаратных триггеров запуска АЦП. Документация также описывает путь от завершения преобразования к DMA и связи монитора АЦП с защитой A-PMD. Получается жёсткая последовательность: таймер задаёт момент выборки относительно ШИМ, АЦП измеряет напряжение или ток, DMA забирает результат, а ядро получает уже подготовленные данные для следующего шага регулятора. Это тот случай, где ценность MCU определяется топологией внутренних проводников столь же сильно, как частотой ядра.
Малый корпус, полная цепочка сигналов
Семейство состоит из TMPM4H4FYUG, TMPM4H2FYDUG и TMPM4H1FYUG. Все несут 256 KB code flash, 18 KB SRAM с parity и 6 KB BOOTROM, питаются от 2.7 до 5.5 V. В старшем M4H4 доступно 32 канала DMA, в двух остальных вариантах — 27; речь идёт об одном DMAC, а не о 32 независимых DMA-блоках. Единственный 12-битный АЦП имеет 12, 10 или 9 внешних входов в зависимости от корпуса. Типовое время одного преобразования заявлено как 0.73 µs при питании АЦП 4.5–5.5 V и частоте fSCLK 30 MHz; при 2.7–4.5 V указана 1 µs.
Скорость контура пока не названа
Эти цифры ещё не задают частоту полезного токового контура. Для неё нужны длительность выборки с конкретным источником сигнала, схема сканирования каналов, частота PWM, время вычисления и реальные задержки защиты. В открытых документах Toshiba нет численных данных по задержке от триггера АЦП до DMA или IRQ, времени emergency shutdown, джиттеру PWM и диапазону dead time. Независимых измерений на двигателе также пока нет. Но сама аппаратная связка меняет отправную точку проекта: инженер может сначала нарисовать временную диаграмму силового каскада, а затем выяснять, укладывается ли алгоритм M4F в уже заданные периферией окна.