Adcos Puma Flyer German

8/19/2019 Adcos Puma Flyer German

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adcos GmbH

Zollstockgürtel 67D-50969 Köln

Software und Hardwareauf höchstem Niveau

› PUMA

Key-Features

› Leistungsstarker Automotive Dual-Core Microcontroller

› Umfangreiche Analog- und Digital-I/O

› Kommunikationsschnittstellen CAN / FlexRay / LIN

› Integrierte universelle Leistungsendstufen

› Nennspannungsbereich 12 - 48 V

› Softwareentwicklung und Autocodegenerierung mit MATLAB/Simulink oder dSPACE TargetLink

› Einfache I/O-Konfiguration über grafische Benutzerschnittstelle in MATLAB

› CAN- und FlexRay-Konfiguration durch Import von DBC- und FIBEX-Files

› Applikation nach ASAP2 über XCP-on-Ethernet (z.B. mit Vector CANape oder ETAS INCA)› Verfügbare Varianten: PUMA (ohne Leistungsendstufe)

PUMA-MPI (mit Motor Power Inverter)

PUMA-PTM (mit Power Transistor Module)

Anwendungsgebiet

Typisches Anwendungsgebiet von PUMA ist die modellbasierte Softwareentwicklung mit MATLAB/Simulink oder dSPACE

TargetLink, mit dem Fokus einer ersten seriennahen Funktions- und Konzeptbestätigung. Durch optional integrierte

Leistungsendstufen ist PUMA für die Ansteuerung unterschiedlichster elektrischer Aktuatoren wie beispielsweise

Synchron- und Asynchronmotoren, DC-Motoren oder Ventile prädestiniert.

Mit PUMA steht Ihnen eine universell einsetzbare Entwicklungsplattform auch für Feldversuche mit größeren

Versuchsflotten zu einem attraktiven Preis-/Leistungsverhältnis zur Verfügung.

› Prototyping Unit for Modelbased Applications

Mit PUMA bieten wir Ihnen eine kompakte, universell einsetzbare Rapid-Control-Prototyping-

Plattform, optional mit integrierter Leistungselektronik, für die seriennahe modellbasierte

Softwareentwicklung mit MATLAB/Simulink oder dSPACE TargetLink.


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› Hardware

PUMA

Das Logiksteuergerät PUMA bildet die Basis der Steuergeräteplattform. Der Logikteil basiert auf dem Dual-Core

Microcontroller Freescale MPC5675K. Umfangreiche analoge und digitale Schnittstellen ermöglichen die Anbindung

unterschiedlichster Peripheriegeräte. Als weitere Ergänzung ist ein leistungsstarker FPGA integriert, der rechenzeitintensive

I/O-Auswertungen übernimmt.

Für die Kommunikation mit anderen Steuergeräten stehen die gängigen Automotive Kommunikationsschnittstellen CAN,

FlexRay und LIN zur Verfügung.

Eine Ethernet-Verbindung zum Host-PC ermöglicht via XCP-Protokoll eine hohe Datenübertragungsrate für die Applikation

und Messdatenerfassung.

Communication Memory Analog I/O. Sensors

F R A M

( 6 4 k B i t )

4 x A n a l o g I n

( - 1 0 . . . 1 0 V )

2 x S . E . N . T .

2 x I n c r e m e n t a l

E n c o d e r

2 x P T 1 0 0

E t h e r n e t

( X C P )

F l e x R a y

4 x C A N

L I N

Microcontroller (Freescale MPC5675K Dual Core 180 MHz)

4 x A n a l o g I n

( - 5 . . . 5 V )

4 x A n a l o g I n

( 0 . . . 5 V )

4 x A n a l o g O u t

( 0 . . . 5 V )

Digital I/O.

4 x P W M I n

4 x D i g i t a l I n

4 x P W M O u t

4 x D i g i t a l O u t

Key-Features

› Automotive Dual-Core Microcontroller

› FPGA für I/O-spezifische Auswertealgorithmen

› Umfangreiche Analog- und Digital-I/O

› Spezielle Sensorschnittstellen

› FRAM mit Lese- und Schreibzugriff aus der Applikation

› Bussysteme CAN, FlexRay und LIN

› Ethernet-Applikationsschnittstelle via XCP-Protokoll (maximale Übertragungsrate 5 kHz)

› Nennspannungsbereich 12 – 48 V

Übersicht Schnittstellen und I/O


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PUMA-MPI

Die Variante PUMA-MPI (Logiksteuergerät PUMA mit Motor Power Inverter) verfügt über eine integrierte Hochstrom-

Leistungsendstufe für den Betrieb von elektronisch kommutierten 3-phasigen Motoren. Diese Leistungsendstufe ist mit

zahlreichen Sensoren zur Messung aller relevanten Spannungen, Ströme und Temperaturen ausgestattet. Darüber hinaus

sind Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter integriert.

› Hardware

Key-Features

› B6-Brücke

› Aufgebaut aus 3 diskreten Halbbrücken

› Parallel geschaltete Mosfets für erhöhte Stromtragfähigkeit

› Nennstrom Motorphasen: +/- 150 A

› Maximalstrom Motorphasen: +/- 240 A› Sensorik

› Ströme und Spannungen: U-, V-, W-Phasen und DC-Zwischenkreis

› Temperaturen: PCB an U-, V-, W-Phase

› DC-Zwischenkreis

› Nennspannungsbereich: 12 ... 48 V

› Maximal zulässiger Spannungsbereich: 7 ... 58 V

› Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter

› Logikteil identisch PUMA

EMC-Filter Half Bridge 1 Half Bridge 2 Half Bridge 3

Blockdiagramm Leistungsendstufe MPI


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PUMA-PTM

Die Variante PUMA-PTM (Logiksteuergerät PUMA mit Power Transistor Module) bietet eine integrierte Leistungsendstufe

mit 4 identischen High-Power Halbbrücken und 4 identischen Low-Power Halbbrücken für die Ansteuerung

unterschiedlichster elektrischer Aktuatoren. Alle relevanten Spannungen, Ströme und Temperaturen werden gemessen.

Ebenso sind Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter integriert.

› Hardware

Key-Features

› 4 identische High-Power Halbbrücken

› kombinierbar z.B. als H-Brücken oder B6-Brücke

› Nennstrom/Maximalstrom: +/- 50 A

› 4 identische Low-Power Halbbrücken

› kombinierbar z.B. als H-Brücken oder B6-Brücke › Nennstrom/Maximalstrom: +/- 7.5 A

› Sensorik

› Ströme und Spannungen: Halbbrücken und DC-Zwischenkreis

› Temperaturen: PCB an drei thermisch relevanten Stellen

› DC-Zwischenkreis

› Nennspannungsbereich: 12 ... 48 V

› Maximal zulässiger Spannungsbereich: 7 ... 58 V

› Vorladestufe, Verpolschutz und EMV-Filter

› Logikteil identisch PUMA

EMC-Filter 4 x Half BridgeHigh-Power

Blockdiagramm Leistungsendstufe PTM

4 x Half Bridge Low-Power


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Softwarearchitektur

Die Kundenapplikation wird modellbasiert mit MATLAB/Simulink oder dSPACE TargetLink entwickelt und durch

Autocodegenerierung implementiert. Die Anbindung der kundenspezifischen Applikationssoftware an die Basissoftware

erfolgt über ein Run-Time Interface mit einer standardisierten Software-Schnittstelle.

Die Basissoftware unterhalb des Run-Time Interface stellen wir als modulares Software-Package zur Verfügung. Darin

enthalten sind das Echtzeit-Betriebssystem und der Bootloader für das Flashen der Applikation. Die Treiberbibliotheken

realisieren die Kommunikations- und Speicheranbindung sowie den Zugriff auf analoge und digitale Schnittstellen,

Sensoren und Leistungsendstufen.

Application Module n. . .Module 2Module 1

Run-Time Interface

CommunicationDriver Lib.

Boot-loader

Real-TimeOS

MemoryDriver Lib.

I/ODriver Lib.

SensorDriver Lib.

Power Stage.

S R A M ( 2 M

B y t e )

F R A M ( 6 4

k B i t )

1 2 x A n a l o g I n

4 x A n a l o g

O u t

4 x P W M

I n

4 x P W M

O u t

4 x D i g i t a l I n

4 x D i g i t a l O u t

2 x S . E . N

. T .

2 x I n c r e m

e n t a l

E n c o d e r

2 x P T 1 0 0

D u t y C y c l e s

C u r r e n t S e

n s o r s

V o l t a g e S e

n s o r s

T e m p . S e n

s o r s

E t h e r n e t

F l e x R a y

4 x C A N

L I N

XCP

µC MPC5675K

› Software

PUMA-RTI

Das PUMA-RTI (Run-Time Interface) bildet die Schnittstelle zwischen

der Basissoftware und der in MATLAB/Simulink oder dSPACE TargetLink

entwickelten Kundenapplikation.

Die Konfiguration und Generierung dieser Schnittstelle erfolgt komfortabel

über eine grafische Benutzeroberfläche unter MATLAB. Darin werden unter

anderem die in der Kundenapplikation verwendeten I/O-Signale undSensoren, der Speicherzugriff auf den nicht flüchtigen Speicher (FRAM) sowie

die Leistungselektronik konfiguriert. Ebenso können CAN- oder FlexRay-

Buskommunikationen durch Import von DBC- bzw. FIBEX-Files definiert

werden.

Nach Abschluss der Konfiguration werden entsprechende Simulink-

Schnittstellenblöcke bereitgestellt, die per Drag & Drop in die

Kundenapplikation integriert werden und somit die Verlinkung des Modells

mit der Basissoftware herstellen.

Softwarearchitektur


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› Software

PUMA-RTI unterstützt die Autocodegenerierung sowohl mit Simulink Coder

(ehemals: Real-Time Workshop) als auch mit dSPACE TargetLink.

Bei Einsatz des Simulink Coder kann der Anwender alle Möglichkeiten von

Simulink wie beispielsweise zeitdiskrete oder zeitkontinuierliche Modelle oder

Multi-Rating verwenden.

Bei Verwendung von dSPACE TargetLink können ebenfalls alle TargetLink-

Funktionalitäten genutzt werden. Für die Autocodegenerierung wird das

Modell der Kundenapplikation von PUMA-RTI auf Knopfdruck nach TargetLink

Code Generation Units durchsucht, die später jeweils als eigene C-Funktionen

implementiert werden. In der PUMA-RTI Oberfläche erfolgt die Zuordnung

dieser C-Funktionen zu den einzelnen Echtzeittasks sowie die Definition ihrer

Aufrufreihenfolge innerhalb der jeweiligen Task.

Die Anbindung der Code Generation Units im Model an die PUMA Basissoftware

erfolgt wie üblich über Verlinkung der TargetLink Inport- und Outport-Blöcke

mit dem Data-Dictionary (DD). Dazu kann im PUMA-RTI ein beliebiges DD-File

angegeben werden. Die für die Anbindung der Basissoftware benötigten DD-

Variablen werden auf Knopfdruck automatisch im DD angelegt.

Ebenso können festkommaskalierte Code Generation Units auf PUMA

implementiert werden. Somit kann die entwickelte Software ohne

Umwege auf der späteren Serien-ECU implementiert und parallel auf PUMA

weiterentwickelt werden.

Einen weiteren Vorteil bietet die PUMA-RTI Entwicklungsumgebung im

Hinblick auf die Software-Qualifizierung und -Qualitätssicherung. Alle in

Simulink verwendeten PUMA-Schnittstellenblöcke sind so implementiert,

dass die Kundenapplikation closed-loop mit einem Simulationsmodell der

Regelstrecke verknüpft werden kann. Auf diese Weise kann das gleiche Modell

sowohl für die Codegenerierung als auch für die MIL- und SIL-Simulation

verwendet werden.


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› Software

Key-Features

› Kalibrieren und Messen via Ethernet Schnittstelle auf PUMA Hardware

› Visualisieren und Aufzeichnen mit bis zu 5kHz

› Abspeichern von Messdaten im HDF5-Format (kompatibel mit MATLAB zur Datenauswertung)

› Einfache und intuitive Bedienung

› Freie Gestaltung von Oberflächen (Multi-Tab)

› Grafische und/oder numerische Anzeige von Messdaten

› Numerische Eingabe von Kalibrierwerten

› Zusätzliche Messwerkzeuge (X/Y Cursor, Statistikfunktionen, Spike-Erkennung)

Applikation

Das Applizieren und Flashen erfolgt nach ASAP2 über das standardisierte XCP-Protokoll. Dafür steht eine Ethernet-Schnittstelle zur Verfügung, mit der sich hohe Datenübertragungsraten von bis zu 5 kHz auch für eine große Anzahl

von Signalen realisieren lassen. Durch das XCP-Protokoll lassen sich neben dem Tool PUMA-CMI auch andere am Markt

verbreiteten Werkzeuge mit XCP-Unterstützung (z.B. Vector CANape, ETAS INCA) für die Applikation einsetzen.

PUMA-CMI

Im Lieferumfang der PUMA Software stellen wir

ebenfalls das Tool PUMA-CMI (Calibration and

Measurement Interface) zur Verfügung, womit

online Parameter kalibriert sowie Daten visualisiertund aufgezeichnet werden können. Das Tool

ermöglicht eine individuelle Gestaltung beliebig

vieler Tabs. Messdaten werden im HDF5-Format

abgespeichert und können problemlos unter

MATLAB für die weitere Analyse importiert werden.

Die Verbindung zur PUMA Hardware erfolgt wie

gewohnt über eine Ethernet-Verbindung.


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Wir bieten unsere Entwicklungsplattform in den Varianten PUMA (reines Logiksteuergerät), PUMA-MPI (Logiksteuergerät

PUMA mit integriertem Motor Power Inverter) und PUMA-PTM (Logiksteuergerät PUMA mit integriertem Power Transistor

Module) an.

PUMA

Microcontroller Freescale Qorivva MPC5675K Dual Core mit 180MHz CPU-Taktfrequenz

Speicher SRAM 512 kByte (prozessorintern), 2048 kByte (extern)Flash 2048 kByteNVRAM 8 kByte

FPGA Lattice XP2-8E

Bussysteme 4 x CAN (Wake-Up fähig)1 x FlexRay (Wake-Up fähig)1 x LIN

I/O-Schnittstellen 4 x Analog In (Differentiell) -10 … 10 V 4 x Analog In (Differentiell) -5 … 5 V 4 x Analog In (Single-Ended) 0 … 5 V 4 x Analog Out (Single-Ended) 0 … 5 V 4 x PWM In Frequenz 1 Hz … 1 MHz4 x PWM Out Frequenz 230 Hz … 100 kHz4 x Digital In 0 … 5 V

4 x Digital Out 0 … 5 V Sensor-Schnittstellen 2 x Quadratur-Enkoder (1x Differentiell, 1x Single Ended)

2 x PT-1002 x SENT 2 x 5 V SENT Sensorversorgung (schaltbar)2 x 5 V digitale Sensorversorgung (schaltbar)2 x 5 V analoge Sensorversorgung (schaltbar)2 x Usupply Sensorversorgung (schaltbar)

Applikationsschnittstellen XCP-on-Ethernet 100 Mbit/s, Maximale Übertragungsrate 5kHz.Optional: XCP-on-CAN oder XCP-on-FlexRay

Betriebsumgebung Nennspannungsbereich: 12 … 48 V Maximal zulässiger Spannungsbereich: 7 … 58 V Wake-Up Fähigkeit über KL15, CAN, FlexRay

Temperaturbereich: -40° … 85°C

Aluminiumgehäuse, spritzwassergeschützt und staubdichtSteckverbinder Kommunikation, I/O und Sensorik: D-SUB HD 44 Pin und D-SUB HD 62 Pin

Ethernet: RJ-45

Abmessungen 194 x 52 x 123 mm (B x H x T)

› Technische Daten


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PUMA-MPI

Logikteil Siehe PUMA

Inverter B6-Brücke mit parallel geschalteten MosfetsNennstrom Motorphasen: +/-150 AMaximalstrom Motorphasen: +/-240 ASchaltfrequenz MOSFET‘s: 5 … 20 kHz

Interne Sensorik Ströme: U-, V-, W-Phasen und DC-Zwischenkreis

Spannungen: U-, V-, W-Phasen, DC-Zwischenkreis und Versorgung Temperaturen: PCB an U-, V-, W-Phase

Betriebsumgebung Nennspannungsbereich: 12 … 48 V Maximal zulässiger Spannungsbereich: 7 … 58 V VerpolschutzVorladestufe für DC-ZwischenkreiskondensatorenEMV-Zwischenkreisfilter

Temperaturbereich: -40° … 125°CAluminiumgehäuse, spritzwassergeschützt und staubdicht

Anschlussklemmen 5 x M8 Kabelschuhe(2 x Versorgung +/– und 3 x Motorphasen U V W)

Abmessungen 194 x 64 x 123 mm (B x H x T)


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Tel.: +49 (0)221 / 16 80 59 - 0Fax: +49 (0)221 / 16 80 59 - 49info@adcos de

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PUMA-PTM

Logikteil Siehe PUMA

High-Power Halbbrücken 4 x Halbbrücke, beliebig miteinander kombinierbar(2 x H-Brücke oder 1 x B6-Brücke und 1 x Halbbrücke)Nennstrom/Maximalstrom je Halbbrücke: +/- 50 ASchaltfrequenz MOSFET´s: 5 … 30kHz

Low-Power Halbbrücken 4 x Halbbrücke, beliebig miteinander kombinierbar

(2 x H-Brücke oder 1 x B6-Brücke und 1 x Halbbrücke)Nennstrom/Maximalstrom je Halbbrücke: +/- 7.5 ASchaltfrequenz MOSFET´s: 5 … 30kHz

Interne Sensorik Strom: Halbbrücken und DC-ZwischenkreisSpannungen: Halbbrücken, DC-Zwischenkreis und Versorgung

Temperaturen: 3 x PCB

Betriebsumgebung Nennspannungsbereich: 12 … 48 V Maximal zulässiger Spannungsbereich: 7 … 58 V VerpolschutzVorladestufe für DC-ZwischenkreiskondensatorenEMV-Zwischenkreisfilter

Temperaturbereich: -40° … 125°CAluminiumgehäuse, spritzwassergeschützt und staubdicht

Anschlussklemmen 7 x M6 Kabelschuhe und 4 x M4 Kabelschuhe

(2 x Versorgung +/-, 4 x High-Power Phasen, 4 x Low-Power Phasen, 1 x Low-Power Plus)Abmessungen 194 x 64 x 123 mm (B x H x T)


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