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駆動装置およびモーター制御

ザイリンクス SoC/FPGA の利用で、組み込み型分析機能、妥協のない確定性、性能、電力効率、単一軸から多軸制御への拡張性を実現

現代の電気駆動装置には、単なる制御モーター以上の次のような機能が求められています。

  • TSN (Time-Sensitive Networking) のサポートを含む多様な産業用イーサネット規格への接続性
  • OpenSafety、ISO13849 Ple CAT 4、IEC 61508 SIL 3 機能安全規格および IEC 62443 サイバーセキュリティへの準拠
  • 種類の多様化に伴い、より多くのセンサー入力へ対応
  • HMI (human machine interface) の統合
  • より多くのアプリケーションに対応するために物理的フットプリントを縮小
  • ナノ秒レベルのループ収束時間でシステムレベルの消費電力を削減
  • データ ロギング機能の強化
  • QEI、BISS、Endat 2.0、Hyperface エンコーダーのサポート
  • 予知保全/予知制御、遠隔診断、デジタルツイン、およびその他のエッジ インテリジェンスに対応するリアルタイム分析と機械学習

一般的な 2 レベル インバーターから SiC (炭化ケイ素) を用いた 3 レベル インバーターまであらゆる数のモーターに対して正確かつ確定的な制御を維持し、また上記のような最先端機能を統合するには、各機能を分離できるプログラマブル ロジックを備えたザイリンクスの SoC および FPGA が最適です。アプリケーション プロセッサのキャッシュ ミスやデザイン内に新しい規格や新しい機能ブロックを追加することによって、制御ループおよび通信サイクルのタイミングに影響を及ぼすことはありません (100,000 RPM 以上であっても)。

最も簡単な方法は、ザイリンクスの EDDP (電気駆動装置デモンストレーション プラットフォーム) を利用することです。EDDP は、Trenz Electronic 社から購入可能で、ハードウェア キットが含まれているほか、モーター制御のスペシャリストである Qdesys 社が提供するフィールド制御アルゴリズムの C++ 実装が無償で提供されます。オープン ソース デザインはザイリンクスの Vivado HLS および SDSoC ツール フローに対応しているため、EDDP のハードウェアを利用してユーザーの C/C++ ベース アルゴリズムに情報を与えることで、革新的な python ベースのモーター制御分析および機械学習フレームワークである SPYN へのアップグレードが無償で可能になります。  EDDP については、トレーニング ビデオおよびコミュニティ フォーラムでサポートされています。EDDP にはブラシレス DC モーター (BLDC) が搭載されていますが、ザイリンクス ソリューションはサーボ モーターを含むさまざまな AC および DC モーターをサポートしています。

デザイン サンプル 説明 デバイス サポート

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単一軸モーター制御

Spartan-7 FPGA を使用するデザイン

  • 複数の通信規格に柔軟に対応
  • シングルチップ デザインで信頼/安全性が向上
  • MicroBlaze™ ソフト プロセッサによるシステム制御および通信
  • 量産可能なフルスイート IP コアの利用で設計効率向上

Spartan-7 FPGA、Artix-7 FPGA

Zynq-7000S SoC


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多軸モーター制御

Zynq-7000S SoC を使用するデザイン

  • ARM® Cortex-A9 による高性能制御とシステム通信
  • 最適化された PWM (パルス幅変調) の実装で、さらなる高性能低消費電力が実現
  • AnyBus IP を使用したシングル API が複数の産業用イーサネット規格に対応
  • シングルチップ デザインで信頼/安全性が向上
  • 量産可能なフルスイート IP コアの利用で設計効率向上

Zynq UltraScale+ CG、EG、EV MPSoC

Zynq-7000 SoC


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モーター制御

FPGA または SoC を使用するデザイン

  • 電気駆動装置の精密制御を行う包括的なハードウェア機能を含む IP を使用したシングル チップ モーター制御
  • 同じデバイスに IP コアを複数回インスタンシエートすることで、性能を低下させることなく、マルチモーター ソリューションを構築できる

Zynq UltraScale+ CG、EG、EV MPSoC

Zynq-7000 SoC

Zynq-7000S SoC

Spartan-7 FPGA

Artix-7 FPGA

iiot-solutions-stack

インダストリアル IoT 製品の中には、ザイリンクス IIoT ソリューション スタックのすべての要素が必要になるものがあります。ザイリンクスの IIoT ソリューション スタックは、ザイリンクスおよびエコシステムが提供する最適化されたビルディング ブロックとインダストリアル IoT プラットフォームで使用されるソリューションで構成されています。ザイリンクス ベースのインダストリアル IoT システムを使用する場合、ゼロから設計する必要はありません。ザイリンクス IIoT ソリューション スタックのさまざまな要素を理解して、開発時間とコストを最小限に抑え、次回のインダストリアル IoT プラットフォームでデザインを最大限に再利用してください。

開発者ゾーン

設計時間を短縮し、デザインの拡張性と再利用を求める FPGA 設計者向けに、ザイリンクスは C ベースのデザイン アブストラクションからプラグアンドプレイ IP に至るまで、包括的なソリューションを提供しています。これらを利用することによって、ハードウェア開発、システム レベルの統合、およびインプリメンテーションでのボトルネックに対応できます。

software-tile
ザイリンクスのソフトウェア開発環境およびエンベッデド プラットフォームは、使い勝手の良い画期的なツール、ライブラリ、設計手法など包括的なソリューションを提供しています。
アクセラレーション ゾーン
ザイリンクスの UltraScale /UltraScale+ FPGA は、世界最大規模かつ革新的なクラウド コンピューティング サービスの多くにおいて、ハードウェアおよびアプリケーション開発者に大きな力を与えています。
hardware-tile
ザイリンクスの デバイスが誕生し、従来型のプログラマブル ロジックからインテグレイテッド プログラマブル システムの時代へと移行し、システム インテグレーションの利点を活かすことができます
revision-tile
ザイリンクスは、高性能かつ高効率なニューラル ネットワーク、アルゴリズム、アプリケーションを展開するための開発スタックおよびハードウェア プラットフォームを含む機械学習ソリューションを提供しています。
system-tile
ザイリンクスは、Mathworks 社や National Instruments 社などのワールドクラスのパートナー企業と密接に協力し迅速なシステム開発を可能にします。
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