TMS320F28P65x (F28P65x) 是 C2000? 實時微控制器系列的一員,該系列可擴展、超低延遲器件專為提高電力電子器件的效率而設計,包括但不限于:高功率密度、高開關頻率,并支持使用 IGBT、GaN 和 SiC 技術。
*附件:tms320f28p659dk-q1.pdf
這些應用包括:
實時控制子系統基于 TI 的 32 位 C28x DSP 內核,該內核在每個內核中提供 200MIPS 的信號處理性能,適用于從片上閃存或 SRAM 運行的浮點或定點代碼。這相當于基于 Cortex-M7? 的設備上的 400MHz 處理能力(C28x DSP 內核提供的性能是 Cortex-M7? 內核的兩倍)。三角數學單元 (TMU) 和 VCRC(循環冗余校驗)擴展指令集進一步增強了 C28x CPU,加快了對實時控制系統至關重要的常見算法。擴展指令集支持 IEEE 雙精度 64 位浮點數學運算。最后,控制律加速器 (CLA) 使每個內核的獨立處理能力額外增加 200MIPS。這相當于基于 Cortex-M7? 的設備上的 280MHz 處理能力(CLA CPU 的性能比 Cortex-M7? 內核高 40%)。
在輔助 C28x CPU 中添加了鎖步雙 CPU 比較器選項,以及 ePIE 和 DMA,用于檢測永久和瞬態故障。為了實現從現有固件到新固件的快速上下文切換,F28P65x 中添加了實時固件更新 (LFU) 的硬件增強功能。
高性能模擬模塊與處理和控制單元緊密集成,以提供最佳的實時信號鏈性能。模數轉換器 (ADC) 已得到增強,具有多達 40 個模擬通道,其中 22 個具有通用輸入/輸出 (GPIO) 功能。通過硬件改進,大大簡化了過采樣的實現。對于安全關鍵型 ADC 轉換,增加了一個硬件冗余檢查器,能夠比較來自多個 ADC 模塊的 ADC 轉換結果,以實現一致性,而無需額外的 CPU 周期。36 個頻率獨立型 PWM 均具有高分辨率功能,可控制多個功率級,從三相逆變器到高級多電平電源拓撲。PWM 通過最小死區邏輯 (MINDL) 和非法組合邏輯 (ICL) 功能進行了增強。
包含可配置邏輯塊 (CLB) 允許用戶添加自定義邏輯,并可能將類似 FPGA 的功能集成到 C2000 實時 MCU 中。
此設備上提供 EtherCAT 子設備控制器和其他行業標準協議,如 CAN FD 和 USB 2.0。快速串行接口 (FSI) 可在隔離邊界上實現高達 200Mbps 的穩健通信。
作為高度互聯的設備,F28P65x 還提供了各種安全使能器,幫助設計人員實施其網絡安全策略并支持硬件加密、安全 JTAG 和安全啟動等功能。
從安全角度來看,F28P65x 支持眾多安全使能器。有關更多詳細信息,請參閱 C2000? 實時微控制器的工業功能安全和C2000? 實時微控制器的汽車功能安全。
特性
實時處理
- 包含多達三個 CPU:兩個 32 位 C28x DSP CPU 和一個 CLA CPU,均以 200MHz 運行頻率
- 基于實時信號鏈性能,提供相當于基于 Arm Cortex-M7 的 1000MHz 器件的總處理能力(請參閱展示 C2000? 控制 MCU 優化信號鏈的實時基準測試應用說明)
- C28x DSP 架構
- IEEE 754 雙精度(64 位)浮點單元 (FPU)
- 三角數學單元 (TMU)
- 快速整數除法 (FINTDIV)
- CRC 引擎和指令 (VCRC)
- 控制律加速器 (CLA) CPU
- IEEE 754 單精度浮點
- 獨立于 C28x CPU 執行代碼
記憶
模擬子系統
- 三個模數轉換器 (ADC)
- 16 位模式,每個 1.19MSPS
- 12 位模式,每個 3.92MSPS
- 多達 40 個單端或 19 個差分輸入
- 每個 ADC 上都有單獨的采樣保持 (S/H),可實現同步測量
- 轉換的硬件后處理
- 硬件過采樣(高達 128 倍)和欠采樣模式,具有累積、平均和異常值抑制功能
- 24 個冗余輸入通道,靈活性高
- 自動比較功能安全應用的轉換結果
- 11 個窗口式比較器,帶 12 位數模轉換器 (DAC) 基準
- 兩個 12 位緩沖 DAC 輸出
控制外設
- 36 個脈寬調制器 (PWM) 通道,均具有 150ps 高分辨率能力 (HRPWM)
- 7 個增強型捕獲 (eCAP) 模塊
- 可配置邏輯塊
- 六個邏輯塊,用于增強現有外設功能或定義自定義邏輯以減少或移除外部 CPLD/FPGA
- 支持編碼器接口,無需 FPGA
- 支持定制 PWM 生成以實現功率轉換
通信外圍設備
- EtherCAT 從屬設備(或子設備)控制器 (ESC)
- USB 2.0 (MAC + PHY)
- 快速串行接口 (FSI) 支持高達 200Mbps 的隔離數據交換
- 4 個高速(高達 50MHz)SPI 端口
- 兩個串行通信接口 (SCI) (支持 UART)
- 兩個高速 (25Mbps) 通用異步接收器/發射器 (UART)
- 兩個 I2C 接口 (400Kbps)
- 通過 SPI/SCI/I2C 的外部啟動選項
- 兩個兼容 UART 的本地互連網絡 (LIN) 模塊(支持 SCI)
- 電源管理總線 (PMBus) 接口(支持 I2C)
- 一個控制器局域網 (CAN/DCAN)
- 兩個具有靈活數據速率的 CAN FD/MCAN 控制器局域網
系統外設
- 兩個 6 通道直接內存訪問 (DMA) 控制器
- 185 個獨立可編程多路復用通用輸入/輸出 (GPIO) 引腳
- 擴展外設中斷控制器 (ePIE)
- 低功耗模式 (LPM) 支持
- 嵌入式實時分析和診斷 (ERAD)
- 背景 CRC (BGCRC)
安全外圍設備
- 高級加密標準(AES-128、192、256)加速器
- 安全
- JTAGLOCK 鎖
- 零引腳啟動
- 雙區安全
- 唯一標識 (UID) 號
安全外圍設備
- 通過倒數比較更容易實現
- C28x CPU 2 上的鎖步
- 內存開機自檢 (MPOST)
- 硬件內置自檢 (HWBIST)
- 符合功能安全標準
- 專為功能安全應用而開發
- 提供有助于 ISO 26262 和 IEC 61508 系統設計的文檔
- 系統能力高達 ASIL D 和 SIL 3
- 硬件完整性高達 ASIL B 和 SIL 2
- 安全相關認證
時鐘和系統控制
- 兩個內部 10MHz 振蕩器
- 片上晶體振蕩器
- 2*APLL、BOR、冗余中斷向量 RAM
- 窗口式看門狗定時器模塊
- 缺少時鐘檢測電路
- 雙時鐘比較器 (DCC)
- 實時固件更新 (LFU)
- 從舊固件到新固件的快速上下文切換,有或沒有重啟
- 1.2V 內核,3.3V I/O 設計
- 用于產生 1.2V 的內部 VREG
- 掉電復位 (BOR) 電路
套餐選項:
- 無鉛、綠色包裝
- 256 焊球新型細間距球柵陣列 (nFBGA) [ZEJ 后綴],13mm × 13mm/0.8mm 間距
- 176 引腳 PowerPAD? 散熱增強型扁平扁平封裝 (HLQFP) [PTP 后綴],26mm × 26mm/0.5mm 間距
- 169 焊球新型細間距球柵陣列 (nFBGA) [RNR 后綴],9mm × 9mm/0.65mm 間距
- 100 引腳 PowerPAD? 散熱增強型薄型四方扁平封裝 (HTQFP) [后綴 PZP],16mm × 16mm/0.5mm 間距
溫度
- 環境溫度 (TA):–40°C 至 125°C(符合工業和汽車標準)
參數
方框圖
1. 主要特性
- ?高性能CPU?:包含兩個32位C28x DSP CPU和一個CLA CPU,均運行于200MHz,提供高達1000MHz Arm? Cortex?-M7等效的實時信號處理性能。
- ?功能安全?:支持ISO 26262和IEC 61508系統設計,具有ASIL D和SIL 3的系統能力,硬件完整性達到ASIL B和SIL 2。
- ?多窗口比較器與DAC?:具備11個窗口比較器和兩個帶緩沖的12位DAC輸出,支持峰值電流和谷值電流模式控制。
- ?豐富的外設?:包括ADC、ePWM、eQEP、CAN、SCI、SPI、I2C、USB等,滿足多種應用需求。
2. 應用領域
- ?工業控制?:適用于電機控制、電源轉換、工業自動化等領域。
- ?汽車電子?:可用于先進駕駛輔助系統(ADAS)、電動汽車控制等。
- ?功能安全應用?:支持ISO 26262和IEC 61508認證,適用于需要高安全性的系統。
3. 功能框圖
- ?CPU系統?:包括兩個C28x CPU、一個CLA CPU、內存、定時器等。
- ?外設?:ADC、ePWM、eQEP、CMPSS、DAC、GPIO、CAN、SCI、SPI、I2C、USB等模塊。
- ?連接性?:EMIF、XBAR、Boot ROM、Secure ROM等模塊提供與外部存儲器和引導加載的支持。
4. 內存架構
- ?C28x內存映射?:包括程序內存、數據內存、外設寄存器等。
- ?CLA內存映射?:包括程序內存和數據內存,與C28x CPU獨立。
- ?Boot ROM和Secure ROM?:提供設備啟動和安全存儲功能。
5. 電源管理
- ?多電源域?:包括MAIN域、MCU域等,支持獨立的電源管理。
- ?低功耗模式?:支持HALT、IDLE和STANDBY等低功耗模式,降低系統功耗。
6. 安全特性
- ?硬件冗余?:通過鎖步CPU架構實現硬件冗余,提高系統可靠性。
- ?安全模塊?:包括錯誤信號模塊(ESM)、錯誤定位模塊(ELM)等,用于監測和處理系統錯誤。
7. 開發工具與支持
8. 封裝與尺寸
- ?封裝類型?:提供多種封裝選項,如ZEJ、PTP、NMR、PZP等。
- ?尺寸?:具體尺寸因封裝類型而異,詳細尺寸信息請參考數據手冊。
TMS320F28P659DK-Q1是一款高性能的實時控制微控制器,集成了兩個C28x DSP CPU和一個CLA CPU,提供強大的實時信號處理能力。同時,該設備還支持功能安全應用,具有豐富的外設接口和靈活的電源管理選項,適用于工業控制、汽車電子等領域。
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