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工业自动化企业如何使用Dialog ASIC满足颇具挑战性的功耗要求

2021-12-25 17:41:00

本案例分享介绍了一家工业自动化企业如何使用Dialog ASIC来满足其颇具挑战性的功耗要求。

概述

我们的客户是一家领先的工业自动化公司，总部位于德国，在国际市场上开展业务，其产品包括气动和电气自动化产品，包括执行器、伺服电机、传感器和阀门等等。该客户为系统开发采购电子元件时，考虑的关键需求是精确性能、低功耗和小尺寸相结合。

针对其最新产品，他们正在开发一种灵活、去中心化、紧凑且轻质的自动化系统。新系统的尺寸更小，而且由于没有局部冷却，因此对低功耗的需求尤为突出。他们此前曾与Dialog半导体公司（瑞萨全资子公司）合作为其之前的模块化电气终端开发ASIC，他们了解定制解决方案所提供的优势。

Dialog在为工业自动化市场开发ASIC方面有着悠久的历史。这家客户通过之前和我们的开发合作经历，他们充分了解了定制芯片流程，并且知道其最新产品需要更多的功能，因此实现这一切的唯一可行解决方案是ASIC。

需求

新阀门系统的设计规格要求比之前的产品更高。将尺寸缩到比前代系统更小，就意味着没有足够的空间来包含局部冷却。因此，对系统的功耗提出了极具挑战性的要求。电子元件需要很小才能满足产品整体更小的外形尺寸。除了能满足这些要求，还需要一个在PHY设计方面有着丰富经验的供应商，因为这是去中心化系统设计的关键必要条件。

解决方案

开发的ASIC通过集中式多阀门系统中的后端总线功能执行通信。最初，在Dialog工程团队开始研究时，客户正在考虑一种不同的解决方案。然而，大家很快发现该解决方案无法满足他们的预期。此后，Dialog工程师团队完成了满足通信和功耗要求的新PHY和DSP架构的开发。最终的芯片包括以下额外功能：

3 x 250MBits/ PHY，全双工4线接口

主动降噪

16-bit μC内核内嵌式64kB e-FLASH和SRAM

16-通道10-bit ADC和DAC I/O

集成的LDO和DC/DC降压转换器

效果

使用该ASIC，我们的客户实现了以下效果：

与之前的解决方案相比，功耗降低了75%（《400mW）

速度比快速以太网解决方案快2.5倍

低于10纳秒的同步时间戳