1، امکان سنجی فنی: پشتیبانی اساسی IC راننده سفارشی
توسعه سفارشی آی سی های درایور صفحه نمایش کد بخش از ابتدا شروع نمی شود، بلکه بر اساس فرآیندهای نیمه هادی بالغ و مفاهیم طراحی مدولار است. در حال حاضر، سازندگان اصلی IC محرک مانند Holtek، Tianwei (TM) و VINKA خدمات سفارشی انعطافپذیر ارائه میکنند و امکانسنجی فنی آنها عمدتاً در سه جنبه زیر منعکس میشود:
مقیاس پذیری معماری
آی سی های درایور مدرن معماری مدولار "منطق هسته + تجهیزات جانبی قابل تنظیم" را اتخاذ می کنند. با در نظر گرفتن HT16C23A به عنوان مثال، واحدهای اصلی مانند ژنراتور سیگنال اسکن، رمزگذار سیگنال قطعه، ماژول تنظیم نسبت بایاس و غیره را یکپارچه می کند و از تنظیم پویا کمیت COM/SEG (مانند 4COM × 32SEG تا 8COM × 64SEG)، 2 rats (1/2) به چرخه (1/2) پشتیبانی می کند. به 1/4) و سایر پارامترها از طریق پیکربندی رجیستر. این طراحی به یک تراشه اجازه میدهد تا با ویژگیهای متعدد صفحههای کد بخش تطبیق یابد و پایه سختافزاری را برای توسعه سفارشیسازی شده فراهم کند.
سازگاری پردازش
آی سی های درایور درجه صنعتی معمولاً از فناوری CMOS در محدوده 0.35 میکرومتر تا 0.18 میکرومتر، پشتیبانی از ولتاژ گسترده (2.4V{4}}5.5V)، ضد تداخل بالا (ESD بزرگتر یا مساوی 8kV، EFT بزرگتر یا مساوی 4kV) و دامنه دمایی 0-4 درجه (1-5 درجه) استفاده می کنند. به عنوان مثال، آی سی درایور سری VK2C21 از Yongjia Microelectronics می تواند با بهینه سازی ولتاژ آستانه ترانزیستور و لایه اتصال فلزی، پایداری ولتاژ رانندگی ± 0.1 ولت را حتی در 40- درجه حفظ کند و نیازهای سختگیرانه سایت های صنعتی را برآورده کند.
قابلیت برنامه ریزی نرم افزار
آی سی درایور از طریق I ² C، SPI یا رابط های موازی با MCU ارتباط برقرار می کند و از به روز رسانی های دینامیکی داده های نمایشگر و پیکربندی پارامتر پشتیبانی می کند. با در نظر گرفتن HT1621 به عنوان مثال، دارای یک رم نمایشگر 16 × 4 بیتی است. MCU میتواند کتابخانههای کاراکترهای سفارشی (مانند نمادهای صنعتی و شناسههای واحد) را از طریق دستورالعملها بنویسد و از طریق "جدول نگاشت کد بخش" به تطابق دقیق بین محتوای نمایشی و بخشهای قلم فیزیکی دست یابد. این نمایشگر تعریف شده توسط نرم افزار به طور قابل توجهی آستانه سفارشی سازی سخت افزار را کاهش می دهد.
2، عناصر طراحی اصلی: ملاحظات کلیدی برای توسعه سفارشی
سفارشی سازی آی سی های درایور صفحه نمایش کد بخش صنعتی باید حول چهار عنصر اصلی باشد تا تعادل بین عملکرد و هزینه را تضمین کند:
تطبیق مشخصات صفحه نمایش
مقدار COM/SEG: قابلیت رانندگی را بر اساس وضوح صفحه نمایش کد بخش تعیین کنید. به عنوان مثال، یک متر هوشمند باید 6 رقم و 3 نماد وضعیت را نمایش دهد و یک آی سی درایور (مانند VK1088B) که از 6COM × 40SEG پشتیبانی می کند باید انتخاب شود.
چرخه وظیفه و نسبت تعصب: چرخه کاری بالا (مانند 1/8) می تواند روشنایی صفحه نمایش را بهبود بخشد، اما مصرف انرژی را افزایش می دهد. نسبت بایاس (مانند 1/3) باید با ولتاژ تغذیه هماهنگ شود، و نسبت بایاس 1/2 می تواند کنتراست را در سناریوی تغذیه 3.3 ولت بهینه کند.
طراحی ضد تداخل-
سازگاری الکترومغناطیسی (EMC): منابع الکترومغناطیسی قوی مانند توقف استارت موتور و تداخل مبدل فرکانس در سایتهای صنعتی وجود دارد و آی سی درایو باید IEC 61000-4-4 (گروه پالس گذرا سریع) و IEC 61000-4-6 (ایمنی هدایت فرکانس رادیویی) را پاس کند. به عنوان مثال، سری VK2C21 از مدارهای انتقال سیگنال دیفرانسیل و فیلتر برق استفاده می کند، که همچنان می توانند تحت قدرت میدان RF 10V/m به طور پایدار عمل کنند.
تخلیه الکترواستاتیک (ESD): تجهیزات صنعتی اغلب در معرض گرد و غبار و محیطهای مرطوب قرار میگیرند و آی سی راننده باید دارای قابلیتهای حفاظتی HBM (مدل بدن انسان) 8 کیلو ولت و MM (مدل ماشین) 200 ولت باشد تا از خرابی الکترواستاتیک و ناهنجاریهای نمایشگر جلوگیری کند.
بهینه سازی انرژی کم-
مدیریت انرژی پویا: کاهش میانگین مصرف انرژی در طول زمان{0}}تکنولوژی مالتی پلکسی تقسیم. به عنوان مثال، یک ترموستات صنعتی خاص از HT1621 برای هدایت یک صفحه دیجیتال 4 رقمی استفاده می کند. در نرخ نوسازی 10 هرتز، جریان ساکن کمتر یا مساوی 2 μA و جریان دینامیکی کمتر یا مساوی 50 میکرو آمپر است که الزامات سناریوهای باتری را برآورده می کند.
حالت ذخیره انرژی: از ورود به حالت خواب از طریق دستورات، خاموش کردن نوسانگرهای داخلی و مدارهای درایور نمایشگر پشتیبانی می کند. با در نظر گرفتن VK1056B به عنوان مثال، مصرف انرژی آن در حالت ذخیره انرژی کمتر یا برابر با 0.5 μ A است، و زمان بیدار شدن{4} کمتر از یا برابر با 100 میکرو ثانیه است.
ادغام و هزینه
یکپارچه سازی عملکرد: آی سی های درایور با یکپارچگی بالا می توانند تعداد اجزای جانبی را کاهش دهند. به عنوان مثال، یک دستگاه HMI صنعتی خاص از Hetai HT16K33 استفاده می کند که عملکردهای اسکن دکمه، رانندگی LED و کنترل زنگ هشدار را یکپارچه می کند و سطح PCB را تا 40٪ و هزینه BOM را تا 25٪ کاهش می دهد.
انتخاب بسته بندی: تجهیزات صنعتی باید عواملی مانند ارتعاش و اتلاف گرما را در نظر بگیرند و بسته بندی های مقاوم در برابر تنش مکانیکی مانند LQFP و QFN را در اولویت قرار دهند. به عنوان مثال، بسته LQFP100 VK1625، با طراحی پد پین پیشرفته، هیچ شکستگی پین را در طول تست های چرخه دمایی از -40 درجه تا 85 درجه نشان نداد.
3، سناریوی کاربردی معمولی: تحقق ارزش آی سی های راننده سفارشی شده
داشبورد صنعتی
در سیستم نظارت بر دستگاه مهر زنی یک کارخانه تولید خودرو خاص، داشبورد اصلی از یک آی سی درایو جهانی (HT1621) استفاده می کرد، اما صفحه نمایش به دلیل عدم توانایی در سرکوب تداخل موتور، سوسو می زد. راه حل سفارشی از VK2C21A استفاده می کند و با بهینه سازی مدار فیلتر قدرت و مسیر انتقال سیگنال، می تواند پایداری نمایشگر را حتی در نرخ تغییر ولتاژ 1000V/μs حفظ کند، با نرخ خطا از 15٪ به 0.3٪ کاهش می یابد.
تجهیزات اندازه گیری انرژی
کنتورهای هوشمند نیاز به نمایش پارامترهای پیچیده مانند مصرف برق و ضریب توان دارند. طرح اولیه از چند تراشه آبشاری (HT1621+HT1622) استفاده میکرد که منجر به طرحبندی PCB شلوغ شد. آی سی درایور سفارشی شده (VK0256B) قابلیت درایور 32SEG × 8COM و فلش 32 کیلوبایتی را ادغام می کند، از کتابخانه کاراکترهای سفارشی و بازنگری داده های پویا پشتیبانی می کند، سطح PCB را تا 60 درصد کاهش می دهد و گواهینامه سازگاری الکترومغناطیسی IEC 62052-11 را دریافت کرده است.
اتوماسیون صنعتی HMI
یک ماشین نساجی خاص، HMI نیاز دارد که هم صفحه نمایش کد سگمنت و هم چراغ های نشانگر LED را به طور همزمان هدایت کند. طرح اولیه از یک تراشه درایور جداگانه (HT1621+ULN2003) استفاده میکرد که گران است و سیمکشی پیچیدهای دارد. آی سی درایور سفارشی شده (HT16K33) درایور 16SEG × 4COM و درایور LED 8 کاناله را ادغام می کند و از طریق رابط I ² C با MCU ارتباط برقرار می کند و تعداد مؤلفه ها را از 12 به 3 کاهش می دهد و چرخه توسعه را 50 درصد کوتاه می کند.
4، مورد عمل صنعتی: پارادایم موفق توسعه سفارشی
مورد 1: سفارشی سازی آی سی درایور ترانسمیتر فشار برای یک شرکت پتروشیمی
مورد نیاز: نمایشگر پایدار مقدار فشار 0-10MPa در محیطی از -40 درجه تا 125 درجه، با وضوح 0.01MPa و مقاومت در برابر ESD 15kV.
راه حل: Yongjia Microelectronics VK1626 را انتخاب کنید، ماژول تنظیم نسبت بایاس را سفارشی کنید (نسبت بایاس 1/5 بهینه شده در دمای پایین{3}}کنتراست)، مدار جبران دما را یکپارچه کنید (-تنظیم زمان واقعی ولتاژ رانندگی از طریق ترمیستور NTC)، و نمره AEC{0moottive1 را پاس کنید.
نتیجه: کنتراست نمایشگر تا 30 درصد بهبود یافته است، زمان پاسخگویی کمتر یا مساوی 200 میلی ثانیه در محیط 40- درجه، محصول دارای گواهینامه ایمنی عملکردی SIL2، با محموله تجمعی بیش از 500000 واحد است.
مورد 2: سفارشی سازی یک آی سی راننده کنترل کننده سیگنال حمل و نقل ریلی خاص
الزامات: صفحه کد 128 بخش باید در یک محیط لرزش قوی (5 گرم RMS) هدایت شود و از ارتباط باس CAN و تشخیص خود عیب پشتیبانی کند.
راه حل: بر اساس معماری Hetai HT16C23A، بسته LQFP64 تقویت شده سفارشی (فاصله پین 1.0 میلی متر)، ادغام شده با کنترل کننده CAN و ماژول تأیید CRC، تست لرزش MIL{4}}STD-810G را گذراند.
نتیجه: نرخ تازه سازی صفحه نمایش به 200 هرتز بهبود یافته است، دقت تشخیص خطا بیشتر یا برابر با 99.9٪ است و محصول بر روی 30٪ از سیستم های سیگنال راه آهن پرسرعت در سراسر کشور اعمال شده است.
