JAJSD65C february   2017  – february 2023 PGA460-Q1

PRODUCTION DATA  

  1. 1 特長
  2. 2 アプリケーション
  3. 3 概要
  4. 4 改訂履歴
  5. 5 ピン構成および機能
  6. 6 仕様
    1. 6.1  絶対最大定格
    2. 6.2  ESD 定格
    3. 6.3  推奨動作条件
    4. 6.4  熱に関する情報
    5. 6.5  内部電源レギュレータの特性
    6. 6.6  トランスデューサ・ドライバ特性
    7. 6.7  トランスデューサ・レシーバ特性
    8. 6.8  A/D コンバータの特性
    9. 6.9  デジタル信号処理特性
    10. 6.10 温度センサの特性
    11. 6.11 高電圧 I/O 特性
    12. 6.12 デジタル I/O 特性
    13. 6.13 EEPROM の特性
    14. 6.14 タイミング要件
    15. 6.15 スイッチング特性
    16. 6.16 代表的な特性
  7. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1  電源ブロック
      2. 7.3.2  バースト生成
        1. 7.3.2.1 センタータップ・トランスの使用
        2. 7.3.2.2 直接駆動
        3. 7.3.2.3 その他の構成
      3. 7.3.3  アナログ・フロントエンド
      4. 7.3.4  デジタル・シグナル・プロセッサ
        1. 7.3.4.1 超音波エコー - バンドパス・フィルタ
        2. 7.3.4.2 超音波エコー – 整流器、ピーク・ホールド、ローパス・フィルタ、データ選択
        3. 7.3.4.3 超音波エコー - 非線形スケーリング
        4. 7.3.4.4 超音波エコー — スレッショルド・データの割り当て
        5. 7.3.4.5 デジタル・ゲイン
      5. 7.3.5  システム診断
        1. 7.3.5.1 デバイス内部診断
      6. 7.3.6  インターフェイスの説明
        1. 7.3.6.1 時間コマンド・インターフェイス
          1. 7.3.6.1.1 実行コマンド
          2. 7.3.6.1.2 構成 / ステータス・コマンド
        2. 7.3.6.2 USART インターフェイス
          1. 7.3.6.2.1 USART 非同期モード
            1. 7.3.6.2.1.1 同期フィールド
            2. 7.3.6.2.1.2 コマンド・フィールド
            3. 7.3.6.2.1.3 データ・フィールド
            4. 7.3.6.2.1.4 チェックサム・フィールド
            5. 7.3.6.2.1.5 PGA460-Q1 UART コマンド
            6. 7.3.6.2.1.6 UARTの動作
              1. 7.3.6.2.1.6.1 無応答動作
              2. 7.3.6.2.1.6.2 応答動作 (レジスタ読み取りを除くすべて)
              3. 7.3.6.2.1.6.3 応答動作 (レジスタ読み取り)
            7. 7.3.6.2.1.7 診断フィールド
            8. 7.3.6.2.1.8 USART 同期モード
          2. 7.3.6.2.2 1 線式 UART インターフェイス
          3. 7.3.6.2.3 UART動作による超音波物体検出
        3. 7.3.6.3 イン・システム IO ピン・インターフェイスの選択
      7. 7.3.7  エコー・データ・ダンプ
        1. 7.3.7.1 オンボード・メモリ・データ保存
        2. 7.3.7.2 USART 同期モードによるダイレクト・データ・バースト
      8. 7.3.8  低消費電力モード
        1. 7.3.8.1 時間コマンド・インターフェイス
        2. 7.3.8.2 UART インターフェイス
      9. 7.3.9  トランスデューサの時間および温度デカップリング
        1. 7.3.9.1 時間デカップリング
        2. 7.3.9.2 温度デカップリング
      10. 7.3.10 メモリ CRC 計算
      11. 7.3.11 温度センサと温度データパス
      12. 7.3.12 TEST ピンの機能
    4. 7.4 デバイスの機能モード
    5. 7.5 プログラミング
      1. 7.5.1 UART および USART 通信の例
    6. 7.6 レジスタ・マップ
      1. 7.6.1 EEPROM のプログラミング
      2. 7.6.2 レジスタ・マップ・パーティショニングとデフォルト値
      3. 7.6.3 REGMAP レジスタ
  8. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
      1. 8.1.1 トランスデューサのタイプ
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 トランス駆動方式
        1. 8.2.1.1 設計要件
        2. 8.2.1.2 詳細な設計手順
          1. 8.2.1.2.1 トランスデューサ駆動電圧
          2. 8.2.1.2.2 トランスデューサ駆動周波数
          3. 8.2.1.2.3 トランスデューサのパルス数
          4. 8.2.1.2.4 トランスの巻線比
          5. 8.2.1.2.5 トランスの飽和電流と電源電圧定格
        3. 8.2.1.3 アプリケーション曲線
      2. 8.2.2 直接駆動 (トランスレス) 方式
        1. 8.2.2.1 設計要件
        2. 8.2.2.2 詳細な設計手順
        3. 8.2.2.3 アプリケーション曲線
    3. 8.3 電源に関する推奨事項
    4. 8.4 レイアウト
      1. 8.4.1 レイアウトのガイドライン
      2. 8.4.2 レイアウト例
  9. 9 デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 9.1 ドキュメントのサポート
      1. 9.1.1 関連資料
    2. 9.2 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    3. 9.3 サポート・リソース
    4. 9.4 商標
    5. 9.5 静電気放電に関する注意事項
    6. 9.6 用語集
  10. 10メカニカル、パッケージ、および注文情報

パッケージ・オプション

メカニカル・データ（パッケージ｜ピン）
サーマルパッド・メカニカル・データ
発注情報
7.3.6.1.1 実行コマンド

実行コマンドは、デバイスのランタイム動作に使われるものであり、PGA460-Q1 デバイスの通常動作サイクル中に最も多く使用されます。これらのデバイス・コマンドは、仕様仕様 セクションで定義されているように、指定された期間にわたって IO ピンを LOW にすることで指定されます。以下に示すものが、実行コマンドに分類されます。

    バースト / リスン (プリセット 1)デバイスは、P1_PULSE 個のパルスを使って CURR_LIM1 電流制限設定により超音波バーストを送信し、P1_REC の値で定義された記録期間で物体検出を実行します。物体検出の処理中、P1_THR_xx スレッショルド・マップを使用して信号を比較します。このコマンドでは、非線形スケーリング DSP 機能を使用できます。
    バースト / リスン (プリセット 2)デバイスは、P2_PULSE 個のパルスを使って CURR_LIM2 電流制限設定により超音波バーストを送信し、P2_REC の値で定義された記録期間で物体検出を実行します。物体検出の処理中、P2_THR_xx スレッショルド・マップを使用して信号を比較します。このコマンドでは、非線形スケーリング DSP 機能を使用できます。
    リスン・オンリー (プリセット 1)デバイスは、超音波バーストを送信しませんが、P1_REC の値で定義された記録期間で物体検出のみを実行します。物体検出の処理中、P1_THR_xx スレッショルド・マップを使用して信号を比較します。このコマンドでは、非線形スケーリング DSP 機能を使用できます。
    リスン・オンリー (プリセット 2)デバイスは、超音波バーストを送信しませんが、P2_REC の値で定義された記録期間で物体検出のみを実行します。物体検出の処理中、P2_THR_xx スレッショルド・マップを使用して信号を比較します。このコマンドでは、非線形スケーリング DSP 機能を使用できます。

図 7-12 に、IO ピン実行コマンドの通信プロセスを示します。

GUID-F046B9FC-38A9-4F42-B4EA-63957FF99ABD-low.svg図 7-12 時間コマンド・インターフェイス実行コマンドの実行

PGA460-Q1 デバイスのステータス・フィールドは実行コマンドに組み込まれており、IO バスのデッドタイムを延長することによってコントローラに通知されます。デッドタイム は、3 つのステータス・ビット STAT[1:3] を示すために最大 3 × t(DT_TCI) までさらに延長できます。表 7-1 に、割り当てられた診断機能および各ステータス・ビットの優先順位を示します。

表 7-1 時間コマンド・インターフェイスのステータス・ビットの説明
ステータス・ビット優先順位概要
STAT 11 (低)スレッショルド設定未初期化エラー
STAT 22周波数診断エラー
電圧診断エラー
STAT 33 (高)パワーアップ時の自動 EEPROM CRC エラー
ユーザーによる EEPROM ダウンロード CRC エラー

表 7-1 に示すように、STAT3 ビットは最も高い優先度を持っています。STAT3 エラー状態が存在する場合、デッドタイムは 3 × t(DT_TCI) にまで延長されます。このとき、STAT2 または STAT1 のいずれかのエラー状態が存在する場合には、これらの条件は STAT3 エラー状態の優先度が高いことによって却下されます。同様に、STAT1 条件は STAT2 エラー条件によって却下されます。この場合、デッドタイムは 2 × t(DT_TCI) にまで延長されます。STAT3 および STAT2 のすべてのエラー条件がクリアされると、STAT1 条件によってデッドタイムが t(DT_TCI) だけ延長されます。

ステータス・ビットの機能は、次のように説明できます。

    STAT 12 つのプリセット・スレッショルド・レジスタ・グループが両方とも初期化されていない場合、このステータス・ビットは 1 に設定されます。TCI 通信チャネル経由で受信した実行コマンドは、どちらかのプリセット・スレッショルド・レジスタ・グループがプログラムされるまで実行されません。
    STAT 2以下のいずれかが発生すると、このステータス・ビットは 1 に設定されます。
    • システム診断 セクションで周波数診断について説明されている測定周波数の値が、EEPROM メモリの FDIAG_ERR_TH パラメータで定義されているデルタ値よりも大きいまたは小さい場合 (これは周波数診断エラーとみなされます)。
    • システム診断 セクションでトランスデューサ電圧測定について説明されている測定電圧値が、EEPROM メモリの FVOLT_ERR_TH パラメータで指定されているレベルよりも低い場合。
    STAT 3TCI 通信チャネル経由で受信した実行コマンドは、EE CRC エラーが修正されるまで実行されません。

    ユーザーは、EEPROM にマップされたいずれかのレジスタに書き込んでエラーをクリアできます。

    ユーザーは、自動または手動で発生した次の EEPROM ダウンロード動作でエラーが発生しないようにするため、EEPROM を再プログラムする必要があります。

デバイスが実行コマンドを受信すると、物体検出を示すための最終的な DSP 出力に応じて、IO ピンが PGA460-Q1 デバイスによってアクティブに駆動されます。任意の時点で、処理されたエコー信号がその時点のスレッショルドを超えた場合は、IO ピンが LOW (GND、強いプルダウン) になります。それ以外の場合は、内部の 10kΩ (弱いプルアップ) 抵抗によって IO ピンがプルアップされます。記録時間が Px_REC パラメータで定義された記録終了時間に達すると、IO ピンが解放されて (入力としてプルアップ)、デバイスは、次のコマンドの受け入れ準備完了になっています。図 7-13 に、IO ピンの物体検出機能を示します。デバイスはバースト中は IO ピンを LOW にして、その後、解放することによって MCU に対して記録時間枠の基準を提供します。基準時間、プログラムされたバーストの持続時間、およびその後の検出された各物体による立ち下がりエッジを把握することで、コントローラまたは MCU は、物体の距離を計算できます。

GUID-6C6019F9-79F5-4AC5-B8D0-8F67BAB94445-low.gif図 7-13 バースト / リスン時間コマンドによる IO ピン物体検出信号
GUID-347E8830-6837-4959-9D03-6D9A288EA788-low.gif図 7-14 リスン・オンリー時間コマンドによる IO ピン物体検出信号

PGA460-Q1 デバイスは、実行コマンドを受信してから t(DT_TCI) の時間が経過した後、IO ピンを強制的に LOW にします。これは、記録期間の開始を示します。このプロセスは、タイム・オブ・フライト測定を開始するための基準エッジをコントローラに提供するとともに、PGA460-Q1 デバイスがステータス (STAT) ビットの応答を記録サイクルの情報から分離するためでもあります。一般に、低い周波数範囲でバースト期間が経過した後にリンギングが発生すると、AFE は飽和し、IO ピンが 300μs 以上にわたって LOW になります。より高い周波数でのバーストもしくはリスン・オンリー・コマンドの場合、または超音波バーストによる飽和が指定されれたスレッショルドよりも高い値にならない場合 (図 7-14を参照) には、最小パルス幅は 300μsです。特定のフィルタ設定およびグリッチ除去設定において、この 300μs の期間が経過した直後に、偽の物体が検出される可能性があります。