TMS320F28P55x (F28P55x) 是 C2000? 實時微控制器系列的成員,該系列可擴展、超低延遲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。
*附件:tms320f28p550sj.pdf
這些應用包括:
實時控制子系統基于 TI 的 32 位 C28x DSP 內核,可為從片上閃存或 SRAM 運行的浮點或定點代碼提供 150MHz 的信號處理性能。浮點單元 (FPU)、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。
CLA 允許從主 C28x CPU 中大量卸載常見任務。CLA 是一個獨立的 32 位浮點數學加速器,與 CPU 并行執行。此外,CLA 具有自己的專用內存資源,可以直接訪問典型控制系統中所需的關鍵外設。支持 ANSI C 的子集是標準配置,硬件斷點和硬件任務切換等關鍵功能也是如此。
神經網絡處理單元 (NPU) 可以支持使用預先訓練的模型進行機器學習推理。NPU 能夠達到 600–1200MOPS(每秒兆次運算),并支持 ARC 故障檢測或電機故障檢測的模型,與僅基于軟件的實現相比,NPU 可提供高達 10 倍的 NN 推理周期改進。使用 TI 的 Edge AI Studio - Model Composer 或 Tiny ML Modelmaker 加載和訓練模型以獲得一組高級功能。C28x 的源代碼由這些工具生成,無需手動編碼。對于依賴自己的 AI 訓練框架的客戶,TI 的神經網絡編譯器可以幫助您移植 AI 模型,以便與許多基于 C28x 的 MCU 兼容。對于對參考解決方案感興趣的用戶,請請求訪問 TI 的電弧故障檢測項目或電機軸承故障檢測項目。
F28P55x 支持高達 1088KB 的閃存,分為四個 256KB 存儲體和一個 64KB 存儲體,支持對一個存儲體進行編程并在另一個存儲體中并行執行。此外,還提供高達 133KB 的片上 SRAM 作為閃存的補充。
F28P55x 上的實時固件更新硬件增強功能允許從舊固件快速切換到新固件,從而在更新設備固件時最大限度地減少應用程序停機時間。
高性能模擬模塊集成在 F28P55x 實時微控制器 (MCU) 上,并與處理和 PWM 單元緊密耦合,以提供最佳的實時信號鏈性能。24 個 PWM 通道,均支持與頻率無關的分辨率模式,支持控制各種功率級,從三相逆變器到功率因數校正和高級多電平功率拓撲。
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。
通過各種行業標準通信端口(如 SPI、SCI、I2C、PMBus、LIN 和 CAN FD)支持接口,并提供多個引腳多路復用選項以實現最佳信號放置。
特性
- 實時處理:
- 150MHz C28x 32 位 DSP CPU
- 相當于基于 300MHz Arm Cortex-M7? 的器件,具有實時信號鏈性能(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?
- IEEE 754 單精度浮點單元 (FPU32)
- 三角數學單元 (TMU)
- 支持非線性比例積分微分 (NLPID) 控制
- CRC 引擎和指令 (VCRC)
- 可編程控制律加速器 (CLA)
- 150兆赫
- 相當于基于 Arm Cortex-M7 的 200MHz? 器件,具有實時信號鏈性能(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?
- IEEE 754 單精度浮點指令
- 獨立于主 CPU 執行代碼
- 片上存儲器
- 安全
- 安全啟動
- JTAG 鎖定
- 高級加密標準 (AES) 加速器
- 唯一標識 (UID) 號
- 時鐘和系統控制
- 3.3V I/O 設計
- 內部 VREG 生成允許單電源設計
- 掉電復位 (BOR) 電路
- 4 個 GPIO 上的 5V 故障安全和容錯能力,支持 PMBUS/I2C
- 4 個 GPIO 上的 1.35V VIH 配置
- 系統外圍設備
- 通信外圍設備
- 一個電源管理總線 (PMBus) 接口
- 支持 Fast Plus 模式 - 1MHz SCL
- 選定引腳支持 5V/3.3V/1.35V VIH
- 兩個內部集成電路 (I2C) 接口
- 具有靈活數據速率 (CAN FD/MCAN) 總線端口的雙控制器局域網
- 每個 MCAN 模塊 4KB 消息 RAM,獨立于系統內存
- 如果未使用 MCAN,則能夠將 RAM 重新用于 CPU 數據變量
- 1 個通用串行總線 (USB 2.0 MAC + PHY)
- 兩個串行外設接口 (SPI) 端口
- 三個 UART 兼容串行通信接口 (SCI)
- 一個兼容 UART 的本地互連網絡 (LIN) 接口
- 快速串行接口 (FSI),帶 1 個發射器和 1 個接收器(高達 200Mbps)
- 一個電源管理總線 (PMBus) 接口
- 模擬系統
- 增強的控制外設
- 可配置邏輯塊 (CLB)
- 2 張
- 增強現有的外設功能
- 支持位置管理器解決方案
- 神經網絡處理單元 (NPU)
- 針對深度卷積神經網絡 (CNN) 進行了高度優化
- 可變權重和數據長度
- 8 位和 4 位權重
- 8 位和 4 位數據
- 600MOPS(每秒兆次作),在 75MHz 上,8bWx8bD
- 1200MOPS,75MHz,4bWx8bD
- 與 SW 技術相比,NN 推理性能提高了 10 倍
- 無需直接編碼,TI AI 工具可生成固件庫
- 專注于實時控制的邊緣 AI 模型
- ARC 故障示例
- 電機故障示例
- 實時固件更新 (LFU)
- 診斷特征
- 內存開機自檢 (MPOST)
- 以符合功能安全為目標
- 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 目標
- 安全相關認證
- 計劃通過 TüV SüD 的 ISO 26262 認證,最高可達 ASIL B
- 套餐選項:
- 128 引腳薄型四方扁平封裝 (TQFP)[后綴為 PDT]
- 100 引腳扁平四方扁平封裝 (LQFP)[PZ 后綴]
- 80 引腳 TQFP [PNA 后綴]
- 64 引腳 LQFP [后綴 PM]
- 56 引腳超薄四方扁平封裝無引腳 (VQFN) [后綴 RSH]
- 溫度選項:
- 結點 (TJ):–40°C 至 150°C
參數
方框圖
1. 主要特點
- ?高性能CPU?:采用C28x 32位浮點CPU,支持硬件浮點運算,提升實時控制性能。
- ?CLA加速器?:集成獨立的32位浮點數學加速器CLA,支持并行處理,減輕主CPU負擔。
- ?高性能模擬模塊?:集成多個高性能ADC、DAC、溫度傳感器、比較器等,提供精確的模擬信號處理能力。
- ?豐富的外設接口?:包括SPI、I2C、UART、CAN、LIN、USB等多種通信接口,以及ePWM、eCAP、eQEP等控制外設。
- ?安全性?:支持多種安全功能,如AES加密、真隨機數生成器(TRNG)、CRC校驗等,確保數據安全和完整性。
2. 存儲器
- ?Flash存儲器?:提供高達256KB的Flash存儲器,用于存儲程序代碼和數據。
- ?SRAM存儲器?:集成高達128KB的ECC保護的SRAM,提供高速的數據訪問能力。
- ?外部存儲器接口?:支持外部SRAM、SDRAM等存儲器的擴展,滿足大容量存儲需求。
3. 模擬外設
- ?ADC?:集成12位SAR ADC,支持多達32個外部通道,采樣率高達3.9Msps。
- ?DAC?:集成12位緩沖DAC,提供精確的模擬信號輸出。
- ?溫度傳感器?:集成內部溫度傳感器,用于監測設備溫度。
- ?比較器?:提供多個比較器,支持窗口比較、遲滯比較等功能。
4. 控制外設
- ?ePWM?:集成多個增強型脈沖寬度調制器(ePWM),支持復雜的脈沖波形生成和控制。
- ?eCAP?:提供增強型捕獲模塊(eCAP),用于測量時間間隔和脈沖寬度。
- ?eQEP?:集成增強型正交編碼器脈沖模塊(eQEP),支持編碼器信號的解碼和位置測量。
5. 通信接口
- ?SPI?:支持高速同步串行通信,可用于擴展外部外設。
- ?I2C?:支持多主從設備通信,廣泛應用于傳感器和控制器的連接。
- ?UART?:提供異步串行通信接口,支持標準的NRZ格式。
- ?CAN/LIN?:集成CAN和LIN通信控制器,支持工業現場總線通信。
- ?USB?:提供USB 2.0全速和低速通信接口,支持控制、中斷和批量傳輸類型。
6. 電源管理
- ?多種電源模式?:支持RUN、IDLE、STANDBY、HALT等多種電源模式,滿足不同功耗需求。
- ?電源監控和保護?:集成電源監控電路,提供上電復位(POR)和掉電復位(BOR)功能,確保系統穩定運行。
7. 安全特性
- ?加密功能?:支持AES-128和AES-256加密算法,確保數據傳輸的安全性。
- ?真隨機數生成器?:集成TRNG,用于生成高質量的隨機數,增強系統的安全性。
- ?CRC校驗?:提供CRC校驗功能,確保數據的完整性和正確性。
8. 開發工具與支持
- ?集成開發環境?:支持Code Composer Studio(CCS)集成開發環境,提供便捷的編程和調試功能。
- ?豐富的庫函數和示例代碼?:提供大量的庫函數和示例代碼,幫助用戶快速上手和開發應用程序。
- ?詳細的技術文檔?:提供詳細的技術參考手冊和應用指南,幫助用戶深入了解設備特性和使用方法。
9. 應用領域
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