Počas hĺbkových operácií nástroje na ťažbu dreva-pri-vŕtaní (LWD) fungujú v drsnom prostredí charakterizovanom rýchlym nárastom teploty so zväčšujúcou sa hĺbkou vrtu (geotermálny gradient približne 3 stupne/100 m, v hlbokých vrtoch presahuje 200 stupňov), silnými vibráciami a otrasmi, obmedzeným priestorom a žiadnym aktívnym rozptylom tepla. Od základnej procesorovej jednotky systému obvodov sa vyžaduje, aby súčasne implementovala viackanálový zber údajov,-spracovanie signálu v reálnom čase, správu zásobníka komunikačných protokolov a vykonávanie riadiacich príkazov. Bežné komerčné alebo priemyselné-MCU (maximálna prevádzková teplota 125 stupňov) nemôžu spĺňať takéto environmentálne požiadavky, čo si vyžaduje použitie špeciálne navrhnutýchvysokoteplotné{0}}procesory ARM.
Pokiaľ ide o základné funkcie, takéto procesory musia disponovať nasledujúcimi schopnosťami: po prvé, dostatočný celočíselný a pohyblivý{0}}výkon výpočtovej jednotky s pohyblivou rádovou čiarkou na podporu filtrovania v reálnom čase-, kalibrácie a extrakcie funkcií spodných senzorov vrátane gama, rezistivity a akustických senzorov; druhé, bohaté-rýchlostné komunikačné rozhrania (SPI, USART, CAN) na pripojenie ADC, DAC, pamätí a zberníc; po tretie, vstavané-viackanálové ADC s vysokým{5}}rozlíšením, aby sa znížil počet externých analógových predných-endov, zlepšila sa integrácia a znížila sa chybovosť PCB pri vysokých teplotách. ZT6206H je založený na jadre Cortex-M4 s FPU, dosahuje hlavnú frekvenciu 80 MHz pri 175 stupňoch a klesá na 16 MHz pri 200 stupňoch . Táto charakteristika priamo odráža vyvážený dizajn dynamickej spotreby energie a teploty spoja pri vysokých teplotách-konštruktéri musia prideľovať úlohy podľa maximálneho rozsahu prevádzkových teplôt: pri 200 stupňoch sa vykonáva iba nízkofrekvenčná kontrola alebo uchovávanie stavu, zatiaľ čo vysoká{19}}rýchlosť získavania a výpočtov by mala byť obmedzená na rozsah pod 175 stupňov .
Hlavné bolestivé body súčasných systémov LWD sú sústredené nasledovne: Po prvé, vysoké teploty spôsobujú prudký nárast zvodového prúdu MCU a zvýšenú statickú spotrebu energie. Keďže nie je k dispozícii žiadne chladenie ventilátorom v dolnom otvore, základný dizajn čipu s nízkou spotrebou-(ZT6206H s menovitým prúdom 100 μA/MHz) je kľúčovým parametrom na predĺženie nepretržitej prevádzkovej doby nástroja. Po druhé, schopnosť uchovávania údajov flash pamäte a SRAM sa pri vysokých teplotách zhoršuje. ZT6206H je vybavený 1 MB flash pamäťou a 128 kB SRAM, ktorej časovanie čítania-zápisu musí byť znížené-na 200 stupňov, čo od dizajnérov vyžaduje, aby vyhodnotili redundanciu ukladania kódu a ukladania údajov do vyrovnávacej pamäte. Po tretie, niektoré periférne zariadenia ako RTC, PLL, I2C a CAN nie sú k dispozícii nad 175 stupňov, čo znamená, že procesor môže pracovať iba v zjednodušenom režime počas 200 stupňových operácií. Komunikácia s externým senzorom sa musí prepnúť na funkčné rozhrania, ako sú SPI alebo USART, čo kladie požiadavky na návrh architektúry systému odolný voči chybám.
Qingdao ZITN nazbieral roky skúseností v oblasti ultra-vysoko{1}}teplotnej špeciálnej-elektroniky. Jeho vysokoteplotné-zariadenia radu ZT prešli hromadným overením v scenároch, ako je ťažba ropy a zemného plynu a geotermálny prieskum, s kompletnými technickými možnosťami od skríningu plátkov a vysoko{5}}balenia pri vysokých teplotách až po testovanie v plnom-teplotnom{7}}rozsahu. Pre dizajnérov obvodov LWD môže výber čipov, ako je ZT6206H, ktoré jasne špecifikujú maximálnu prevádzkovú teplotu 200 stupňov a poskytujú parametre znižujúce výkon podľa teplotných rozsahov, výrazne znížiť pracovné zaťaženie overovania spoľahlivosti pri vysokej teplote, čo umožňuje zamerať návrh na-úroveň tepelného manažmentu a redundanciu rozhrania.
Ak sa chcete dozvedieť viac informácií, kontaktujte nás prostredníctvom e-mailu:marketing@qdzitn.com!