F29H85x 和 F29P58x 是 C2000? 實時微控制器系列的成員,該系列是可擴展、超低延遲的器件,旨在提高電力電子器件的效率,包括但不限于:高功率密度、高開關頻率,并支持使用 GaN 和 SiC 技術。
實時控制子系統具有多達三個 200MHz C29x DSP 內核。C29x 支持從片上閃存或 RAM 運行的 32 位和 64 位浮點和定點信號處理。C29x CPU 由三角數學指令增強,可加速實時控制系統的關鍵常見算法。
*附件:F29H85x 和 F29P58x 實時微控制器數據表.pdf
該器件包含許多功能,以支持系統級 ASIL-D 功能安全解決方案。C29x CPU1 和 CPU2 內核可以鎖步,用于檢測永久和瞬態故障。邏輯上電自檢 (LPOST) 和存儲器上電自檢 (MPOST) 提供潛在故障的啟動檢測。安全互連在 CPU 和外設之間提供故障檢測。ADC 安全檢查器比較來自多個 ADC 模塊的 ADC 轉換結果,而無需額外的 CPU 周期。波形分析儀和診斷 (WADI) 可以監控多個信號以確保正常運行,并采取措施確保保持安全狀態。該器件架構具有安全互連 (SIC),可實現端到端代碼和數據安全,并為所有存儲器和外設端點提供基于 CPU 的 ECC 保護。
硬件安全管理器 (HSM) 提供 EVITA 完全安全支持。功能包括安全啟動、安全存儲和密鑰環支持、安全調試身份驗證和加密加速器引擎。HSM 在不受信任的工廠環境中支持安全的密鑰和代碼預置,并支持 HSM 和主機應用程序固件的無線固件更新,具有 A/B 交換功能和回滾控制。
SSU(安全與安保單元)可實現卓越的運行時安全和安保功能。此功能可用于在運行在相同 CPU 或不同 CPU 上的線程之間創建安全隔離 (Freedom From Interference)。SSU 具有上下文相關 MPU 機制,可根據當前執行的線程或任務自動切換硬件中的訪問權限。這消除了軟件開銷,在不影響系統安全性的情況下實現實時代碼性能。SSU 提供多用戶調試身份驗證,還支持實時固件更新 (LFU) 和 FOTA fpr 應用程序固件更新,具有 A/B 交換和回滾控制。
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。兩個 16 位模數轉換器 (ADC) 和三個 12 位 ADC 具有多達 80 個模擬通道,以及一個集成的后處理模塊和硬件過采樣。提供 2 個 12 位緩沖 DAC 和 24 個比較器通道。
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)、二極管仿真 (DE) 和非法組合邏輯 (ICL) 功能得到了增強。
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。
該設備上提供 EtherCAT 子設備控制器、以太網 MAC 和其他行業標準協議,如 CAN FD。快速串行接口 (FSI) 可在隔離邊界上實現高達 200Mbps 的穩健通信。
特性
實時處理
- 三個 C29x 64 位 CPU(CPU1、CPU2、CPU3),運行頻率為 200MHz
- 信號鏈性能是 C28x 的 2 倍,改進了流水線
- 分體式鎖和鎖步作模式
- C29x CPU 架構
- 字節尋址能力
- 低延遲的高性能實時控制
- 高性能 DSP 和通用處理能力
- VLIW CPU 并行執行 1 到 8 條指令
- 完全受保護的管道
- 8/16/32/64 位單周期內存作,單周期最多兩個 64 位內存讀取和一個 64 位內存寫入
- IEEE 32 位和 64 位浮點運算
- 32 位和 64 位三角運算
- 硬件中斷優先級和嵌套
- 11 周期實時中斷響應
- 具有內存保護的原子作
- 在硬件中管理多個安全島代碼執行
記憶
- 4MB CPU 可映射閃存(受 ECC 保護),能夠支持具有 A/B 交換和 LFU 的無線固件 (FOTA)
- 256KB 純數據閃存(受 ECC 保護)
- 452KB RAM(受 ECC 保護)
- 用于 HSM 的專用 512KB 閃存和 36KB RAM 存儲器(受 ECC 保護)
- 內置 ECC 邏輯,確保系統范圍的安全性
安全外圍設備
- CPU1 和 CPU2 splitlock 和 lockstep 支持
- 邏輯上電自檢 (LPOST)
- 內存開機自檢 (MPOST)
- 錯誤和信令模塊 (ESM)
- 雙時鐘比較器 (DCC)
- 波形分析儀和診斷 (WADI)
- 使用 SSU 的上下文相關內存和外設保護
- 安全互連 (SIC)
- 以符合功能安全為目標
- 專為功能安全應用而開發
- 將提供文檔以幫助 ISO 26262 和 IEC 61508;系統設計將在生產發布時提供
- 系統能力高達 ASIL D 和 SIL 3
- 硬件功能最高可達 ASIL D 和 SIL 3
- 安全相關認證
- 計劃通過 TüV SüD 的 ISO 26262 認證,最高可達 ASIL D 和 IEC 61508 SIL 3
安全
- 硬件安全模塊 (HSM)
- 安全和安保單位 (SSU)
- 先進的實時安全保障
- 每個 CPU 64 個內存訪問保護范圍
- 每個 CPU 多達 15 個用戶 LINK 和 7 個堆棧指針,用于硬件代碼隔離
- 開機自檢 (POST) 功能
- FOTA 和 LFU 支持,帶回滾控制
- 先進的實時安全保障
模擬子系統
- 5 個模數轉換器 (ADC)
- 兩個 16 位 ADC,每個 1.19MSPS
- 3 個 12 位 ADC,每個 3.92MSPS
- 多達 80 個單端或 16 個差分輸入
- 40 個冗余輸入通道,靈活性高
- 每個 ADC 上具有單獨的采樣保持 (S/H) 功能,用于同步采樣
- 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
- 從 SOC 觸發到轉換開始的可編程延遲
- 自動比較功能安全應用的轉換結果
- 12 個窗口式比較器,帶 12 位數模轉換器 (DAC) 基準
- 內部溫度傳感器和 ADC 基準的連接選項
- 兩個 12 位緩沖 DAC 輸出
控制外設
- 36 個脈寬調制器 (PWM) 通道,均具有高分辨率功能 (HRPWM)
- 最小死區邏輯 (MINDB)
- 用于標準和高分辨率的非法組合邏輯 (ICL)
- 二極管仿真 (DE) 支持
- XCMP 上的多級陰影
- 6 個增強型捕獲 (eCAP) 模塊
- 高分辨率捕獲 (HRCAP) 可在 6 個 eCAP 模塊中的 2 個上使用
- 兩個新的監控單元,用于邊沿、脈沖寬度和周期,可與 ePWM 選通和跳閘事件耦合
- 增加了 256 個多路復用捕獲輸入
- 新的 ADC SOC 生成功能
- 6 個增強型正交編碼器脈沖 (eQEP) 模塊
- 16 個 Σ-Δ 濾波器模塊 (SDFM) 輸入通道,每個通道 2 個獨立濾波器
- 嵌入式圖形發生器 (EPG)
- 可配置邏輯塊 (CLB)
- 六張牌
- 增強現有的外設功能
- 支持位置管理器解決方案
通信外圍設備
- EtherCAT 從屬設備(或子設備)控制器 (ESC)
- 快速串行接口 (FSI),帶 4 個發射器和 4 個接收器
- 5 個高速(高達 50MHz)SPI 端口(引腳可引導)
- 6 個高速通用異步接收器/發射器 (UART)(引腳引導)
- 兩個 I2C 接口(引腳可引導)
- 兩個本地互連網絡 (LIN) (支持 SCI)
- 電源管理總線 (PMBus) 接口(支持 I2C)
- 6 個單邊半字節傳輸接口 (SENT)
- 具有靈活數據速率的 6 個控制器局域網 (CAN FD/MCAN)(引腳可引導)
系統 外圍設備
- 支持 ASRAM 和 SDRAM 的外部存儲器接口 (EMIF)
- 兩個帶 MPU 的 10 通道實時直接內存訪問 (RTDMA) 控制器
- 多達 190 個可用信號引腳
- 136 個通用輸入/輸出 (GPIO) 引腳
- 80 個模擬引腳(GPIO 中包含 26 個 AGPIO)
- 外設中斷優先級和擴展 (PIPE)
- 低功耗模式 (LPM) 支持
- 嵌入式實時分析和診斷 (ERAD)
時鐘和系統控制
套餐選項:
- 無鉛、綠色包裝
- 256 焊球新型細間距球柵陣列 (nFBGA) [ZEX 后綴],13mm x 13mm/0.8mm 間距
- 176 引腳熱增強型薄型四方扁平封裝 (HTQFP) [后綴 PTS],22mm x 22mm/0.4mm 間距
- 144 引腳 HTQFP [后綴 RFS],18mm x 18mm/0.4mm 間距
- 100 引腳 HTQFP [后綴 PZS],14mm x 14mm/0.4mm 間距
溫度
- 環境溫度 (TA):–40°C 至 125°C
參數
方框圖
1. 產品概述
- ?系列?:F29H85x 和 F29P58x
- ?類型?:C2000? 實時微控制器(MCU)
- ?核心架構?:C29x DSP 核心,高達200MHz,支持32位和64位浮點及定點信號處理
- ?應用領域?:電力電子系統,包括高功率密度、高開關頻率以及GaN和SiC技術支持的應用
2. 主要特性
- ?多核處理?:最多三個C29x DSP核心,獨立運行的Arm? Cortex?-M4安全控制器子系統(100MHz)
- ?安全功能?:硬件安全模塊(HSM)、安全啟動(Secure Boot)、安全調試(Secure Debug)
- ?內存保護?:每個CPU最多64個內存訪問保護范圍
- ?模擬子系統?:五個模數轉換器(ADC),包括兩個16位和兩個12位ADC,以及兩個12位緩沖數模轉換器(DAC)
- ?通信接口?:CAN FD/MCAN、EtherCAT、LIN、UART、SPI、I2C、SENT等
- ?高性能外設?:增強型PWM(ePWM)、高分辨率PWM(HRPWM)、增強型正交編碼器脈沖(eQEP)等
3. 封裝與尺寸
- ?封裝類型?:包括nFBGA(256球)、HTQFP(176引腳、144引腳、100引腳)
- ?尺寸?:根據封裝類型不同,尺寸各異,如nFBGA封裝尺寸為13mm × 13mm
4. 引腳功能與配置
- ?多種GPIO引腳?:支持復用功能,包括模擬輸入、數字輸入輸出等
- ?專用引腳?:如EtherCAT PHY接口、PMBus接口、SENT接口等專用引腳
- ?電源與地引腳?:包括VDD、VDDIO、VREFHI、VREFLO、GND等
5. 電氣特性
- ?供電電壓?:核心電壓和I/O電壓范圍根據具體型號和應用場景有所不同
- ?功耗?:提供了不同工作模式下的典型功耗數據,如空閑模式、待機模式等
- ?溫度范圍?:工業級和商業級溫度范圍可選
6. 安全與加密
- ? 硬件安全模塊(HSM) ?:包含Cortex?-M4 CPU、硬件加密加速器、安全郵箱等
- ?加密加速器?:支持AES、SM4等對稱加密算法,以及公鑰加密算法
- ?安全啟動?:確保只有經過驗證的固件能夠運行
7. 應用與實施
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