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DS2655 FPGA Base Board

SCALEXIO-I/O-Board mit benutzerprogrammierbarem FPGA

Das DS2655 verfügt über ein benutzerprogrammierbares FPGA und ist für Anwendungen ausgelegt, die eine sehr schnelle und hochauflösende Signalverarbeitung erfordern. Es ist optimal geeignet, um die Signalvorverarbeitung und Regelalgorithmen sowie Simulationsmodelle mit schnellen Abtastraten oder spezifischen I/O-Schnittstellen zu implementieren und so die Unterstützung von Prozessoranwendungen zu optimieren. Auch können Sie Simulationsmodelle und Regelalgorithmen, die normalerweise auf dem Prozessor ausgeführt werden, ganz oder teilweise auf das FPGA übertragen.

Anwendungsbereich

Das DS2655 FPGA Base Board ist für Anwendungen ausgelegt, die sehr schnelle, hochauflösende Signalverarbeitung erfordern:

  • Hybridfahrzeuganwendungen
  • Elektrische Antriebsanwendungen
  • Prozessorbasierte Simulation elektrischer Antriebe
  • Power Hardware-in-the-Loop-Anwendungen
  • FPGA-basierte Simulation elektrischer Antriebe
  • Anwendungen im Bereich Energietechnik
  • Simulation von Leistungselektronik
  • Entwicklung von Steuerungen für Elektromotoren
  • Protokolle

Zusammen mit den elektronischen Lastmodulen von dSPACE oder der XSG Electric Components Library erweitert das DS2655 das SCALEXIO-System zu einem Power Hardware-in-the-Loop-System. Die SCALEXIO-EMH-Lösung und das Electrical Power Systems Simulation Package basieren ebenfalls auf dem DS2655, das für die FPGA-basierte Steuerungsentwicklung zusammen mit der XSG AC Motor Control Library verwendet werden kann.

Vorteile

Das DS2655 steht in zwei Varianten freier Field-programmable Gate Arrays (FPGAs) zur Verfügung:

  • Das DS2655 7K160 enthält ein Xilinx® Kintex®-7 160T und ist eine kosteneffiziente Lösung für kleinere Anwendungen.
  • Das DS2655 7K410 ist mit einem Xilinx® Kintex®-7 410T mit großem RAM ausgestattet und dadurch ideal geeignet für Antriebe im Bereich der elektrischen Antriebe.

Sie können bis zu fünf I/O-Module auf dem Board verbinden, um weitere I/O-Kanäle hinzuzufügen. Zusätzlich können Sie zwei DS2655-Boards mit dem Kabel für die interne FPGA-Kommunikation verbinden, um den direkten Datenaustausch zwischen FPGA-Stacks zu ermöglichen.

Programmieren des FPGAs

Programme für das FPGA des DS2655 FPGA Base Boards werden mit dem Xilinx System Generator und den dSPACE Lösungen wie dem RTI FPGA Programming Blockset und XSG-basierten Lösungen programmiert. Die Programme werden über dSPACE ConfigurationDesk auf das FPGA heruntergeladen.

Sie können die Programme in der Offline-Simulation testen, bevor Sie sie auf die Echtzeit-Hardware implementieren. Dadurch sind Sie in der Lage, flexibel auf neue Anforderungen zu reagieren, zum Beispiel wenn neue Schnittstellen hinzukommen oder die Ausführung von Teilmodellen beschleunigt werden muss.

DS2655 I/O Module

Um die I/O-Kanäle des DS2655 zu erweitern, stehen zwei I/O-Module zur Auswahl: das DS2655M1 Multi-I/O Module und das DS2655M2 Digital I/O Module. Diese stellen eine hohe Anzahl analoger und digitaler I/O-Kanäle bereit, die für Anwendungen wie elektrische Antriebe notwendig sind. Für das DS2655M1 steht zudem das DS5450 SC Module als Add-on zur Verfügung. Es bietet fünf schaltbare Transformatoren zum Trennen der fünf DAC-Kanäle des DS2655M1-Moduls von der Systemmasse.

Parameter DS2655 7K160 DS2655 7K410
  • General
  • User-programmable FPGA
  • User-programmable FPGA
  • FPGA
  • Xilinx® Kintex®-7 160T
  • Logic cells: 162,240 (DSP slices: 600)
  • Distributed RAM: 2188 kBits
  • Block RAM: 11,700 kBits
  • Xilinx® Kintex®-7 410T
  • Logic cells: 406,720 (DSP slices: 1540)
  • Distributed RAM: 5663 kbit
  • Block RAM: 28,620 kbit
  • Number of connectors for I/O modules
  • 5
  • 5
  • Device timing
  • 125 MHz
  • 125 MHz
  • Internal communication interface
  • IOCNET
  • IOCNET
  • Physical size
  • 238 x 100 x 19 mm (8.3 x 3.9 x 0.7 in)
  • Requires 1 slot plus one additional slot for each I/O module
  • 238 x 100 x 19 mm (8.3 x 3.9 x 0.7 in)
  • Requires 1 slot plus one additional slot for each I/O module
  • Voltage
  • 24 V
  • 24 V
  • Typical power consumption
  • DS2655 7K160: 15 W
  • DS2655 7K410: 30 W

Technical Details DS2655M1

Parameter Specification
General
  • 5 A/D channels, 5 D/A channels, 10 digital I/O channels
  • 1 x 50-pin Sub-D connector
Digital I/O
  • 10 channels, usable as input or output

Input

  • Maximum input voltage: 15 V
  • Threshold for each channel adjustable from 1 V to 7.5 V

Output

  • Push-pull drivers
  • One output voltage can be selected for all channels: 3.3 V or 5 V
Analog I/O Input
  • 5 channels
  • Resolution 14 bit
  • Sampling rate 4 MSPS SAR
  • Input voltage range selectable for each channel: ±5 V or ±30 V

Output

  • 5 channels
  • Resolution: 14 bit
  • Update rate. 7.8 MSPS
  • Output voltage range: ±10 V
Physical size
  • 208 x 100 x 18 mm (8.2 x 3.9 x 0.7 in)
  • Mounted on the DS2655, requires one additional slot for each I/O module
Voltage supply
  • 24 V
Typical power consumption
  • 9.6 W

Technical Details DS2655M2

Parameter Specification
General
  • 1 x 50-pin Sub-D connector
Digital I/O
  • 32 channels, usable as input or output

Input

  • Maximum input voltage: 15 V
  • Threshold for each channel adjustable form 1 V to 7.5 V

Output

  • Push-pull drivers
  • One output voltage can be selected for all channels: 3.3 V or 5 V

UART

  • 16 channels extended with RS232/RS485 transceivers
  • RS232: max. 250 kBaud
  • RS485: max. 16 MBaud
Maximal configuration of the functions
  • 32 x digital input
  • 32 x digital output, (push/pull or push or pull)
  • 16 x digital output, (push/pull/tristate)
  • 8 x RS232 RX, (24 digital I/O or 8 x RS232 TX channels are free)
  • 8 x RS232 TX, (24 digital I/O or 8 x RS232 RX channels are free)
  • 8 x RS485 RX, (16 digital I/O channels are free)
  • 8 x RS485 TX, (16 digital I/O channels are free)
  • 8 x RS485 RX/TX, (8 digital I/O channels are free)
Physical size
  • 208 x 100 x 18 mm (8.2 x 3.9 x 0.7 in)
  • Mounted on the DS2655, requires one additional slot for each I/O module
Voltage supply
  • 24 V
Typical power consumption
  • 9.6 W

Technische Details DS5450

Parameters Specification
General
  • Direct connection to the front Sub-D connector of a DS2655M1
  • Application-specific configuration of the analog I/O via onboard jumpers
  • Status LEDs for operation voltage and channel configuration
Analog I/O Input
  • Optional 220 Ω resistors for each of the five ADC channels

Output

  • Optional decoupling transformers for each of the five DAC channels
Digital I/O
  • Digital I/O from the DS2655M1 are routed through the DS5450 board
Power supply
  • 24 V

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