Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Mikrokontroler czasu rzeczywistego z rodziny C2000 od Texas Instruments - TMS320F280039C

TMS320F280039C należy do rodziny skalowalnych mikrokontrolerów czasu rzeczywistego C2000, o ultra niskiej latencji, zaprojektowanych z myślą o wydajności w energoelektronice, włączając w to urządzenia wysokiej gęstości mocy, wysokie częstotliwości przełączenia, obsługę technologii GaN i SiC.
Article Image

Podsystem sterowania w czasie rzeczywistym jest oparty na 32-bitowym rdzeniu C28x DSP (Digital Signal Processor) firmy TI, który zapewnia 120 MHz wydajność przetwarzania sygnału dla kodu zmiennoprzecinkowego lub stałoprzecinkowego, działającego z wbudowanej pamięci flash lub SRAM.  Procesor C28x jest dodatkowo wspomagany przez FPU (Floating-Point Unit), trygonometryczną jednostkę matematyczną (TMU) i VCRC (Cyclical Redundancy Check), przyśpieszające wspólne algorytmy kluczowe dla systemów sterowania w czasie rzeczywistym.

Schemat blokowy mikrokontrolera TMS320F280039C

CLA (Control Law Accelerator) umożliwia znaczne odciążenie typowych zadań z głównego procesora C28x. CLA jest niezależnym 32-bitowym, zmiennoprzecinkowym akceleratorem matematycznym, który działa równolegle z CPU. Dodatkowo CLA ma swoje własne dedykowane zasoby pamięci i ma bezpośredni dostęp do kluczowych urządzeń peryferyjnych wymaganych w typowym systemie kontroli.

Mikrokontroler obsługuje do 384 kB pamięci flash, podzielonej na trzy banki po 128 kB, które może równolegle programować i wykonywać z nich kod. Dostępne jest również do 69 kB wbudowanej pamięci SRAM, która może uzupełnić pamięć flash.

Wysokowydajne bloki analogowe są zintegrowane z mikrokontrolerem czasu rzeczywistego F28003x i są ściśle powiązane z jednostkami przetwarzania i PWM, aby zapewnić optymalną wydajność łańcucha sygnału  w czasie rzeczywistym.

Szesnaście kanałów PWM, wszystkie obsługujące tryby rozdzielczości niezależnej od częstotliwości, umożliwiają sterowanie różnymi stopniami mocy: od 3-fazowego falownika po korekcję współczynnika mocy i zaawansowane wielopoziomowe topologie mocy.

Wyprowadzenia mikrokontrolera TMS320F280039C dla obudowy 100-pinowej LQFP

Włączenie konfigurowalnego bloku logicznego CLB (Configurable Logic Block) pozwala użytkownikowi dodać niestandardową logikę i potencjalnie zintegrować funkcje podobne do FPGA w mikrokontrolerze. Układ obsługuje różne przemysłowe standardy komunikacyjne, takie jak SPI, SCI, I2C, PMBus, CAN i CAN  FD. FSI (Fast Serial Interface) umożliwia komunikację do prędkości 200 Mbps. Nowością na platformie C2000 jest kontroler interfejsu hosta (HIC – Host Interface Controller), interfejs o wysokiej przepustowości, który umożliwia zewnętrznemu hostowi bezpośredni dostęp do zasobów TMS320F28003x.

Parametry TMS320F28003x:

  • 32-bitowy rdzeń DSP (120 MHz):
    • Jednostka zmiennoprzecinkowa IEEE 754 (FPU)
      • Wsparcie dla szybkiego podziału liczb całkowitych (FINTDIV)
    • Jednostka TMU (Trigonometric Math Unit)
      • Obsługa NLPID (Nonlinear Proportional Integral Derivative)
    • Silnik i instrukcje CRC (VCRC)
    • 10 punktów przerwań sprzętowych (z ERAD)
  • Programowalny CLA ( Control Law Accelerator):
    • 120 MHz
    • Instrukcje zmiennoprzecinkowe, pojedynczej precyzji IEEE 754
    • Wykonywanie kodu niezależnie od głównego procesora
  • Wbudowana pamięć:
    • 384 KB pamięci flash (chronione przez ECC) w trzech niezależnych bankach
    • 69 KB pamięci RAM (zabezpieczone przez ECC)
    • Dwustrefowe bezpieczeństwo (Dual-zone security)
    • Secure Boot i JTAG Lock
  • Sterowanie zegarem:
    • Dwa wewnętrzne oscylatory 10 MHz
    • Oscylator kwarcowy lub zewnętrzne wejście zegarowe
    • Moduł okienkowego licznika watchdog
    • Obwód wykrywający brakujący sygnał zegarowy
    • DCC (Dual-Clock Comparator)
  • Obwody wejścia/wyjścia 3,3 V:
    • Wewnętrzny układ VREG pozwala na projektowanie aplikacji z jednym zasilaniem
    • Obwód BOR (Brown-Out Reset)
  • Peryferia systemowe:
    • 6-kanałowy kontroler bezpośredniego dostępu do pamięci (DMA)
    • 55 pinów GPIO
    • 23 wejścia cyfrowe na pinach analogowych
    • 2 wejścia/wyjścia cyfrowe na pinach analogowych (AGPIO)
    • Przerwania peryferyjne (ePIE - Enhanced Peripheral Interrupt Expansion)
    • Obsługa wielu trybów niskiego poboru mocy (LPM)
    • Wbudowana analiza i diagnostyka w czasie rzeczywistym (ERAD)
    • Unikalny numer identyfikacyjny (UID)
  • Peryferia komunikacyjne:
    • 1 interfejs magistrali zarządzania energią (PMBus)
    • 2 interfejsy I2C
    • 1 magistrala CAN/DCAN
    • 1 magistrala CAN z elastyczną transmisją danych (CAN FD)
    • 2 interfejsy SPI
    • 2 interfejsy SCI
    • 2 interfejsy LIN
    • Szybki interfejs szeregowy (FSI) z jednym nadajnikiem  i jednym odbiornikiem
  • Peryferia analogowe:
    • Trzy 4-MSPS, 12-bitowe analogowo-cyfrowe przetworniki (ADC)
      • Do 23 kanałów zewnętrznych (w tym dwa wyjścia gpdac)
      • 4 zintegrowane bloki przetwarzania końcowego (PPB) na ADC
    • 4 komparatory okienkowe (CMPSS) z 12-bitowymi referencyjnymi przetwornikami DAC
      • Cyfrowe filtry zakłóceń
    • Dwa 12-bitowe buforowane wyjścia DAC
  • Wzmocnione peryferia do sterowania:
    • 16 kanałów ePWM z ośmioma kanałami o wysokiej rozdzielczości
      • Zintegrowana obsługa „dead-band”
      • Zintegrowane sprzętowe „trip zones” (Tzs)
    • Trzy moduły „Enhanced Capture” (eCAP)
      • Dostępne przechwytywanie w wysokiej rozdzielczości (HRCAP) na jednym z trzech modułów eCAP
    • 2 moduły eQEP (Enhanced Quadrature Encoder Pulse) z obsługą trybów pracy CW/CCW
    • 8 kanałów wejściowych SDFM (Sigma-Delta Filter Module) [dwa równoległe filtry na kanał]
      • Standardowe filtrowanie danych SDFM
      • Filtr porównawczy do szybkiego działania w przypadku przewartościowania lub niedowartościowania
    • EPG (Embedded Pattern Generator)
  • Konfigurowalny blok logiczny CLB
  • HIC (Host Interface Controller)
  • BGCRC (Background CRC):
    • Jednocyklowe obliczenie CRC na 32 bitach danych
  • Akcelerator AES
  • Funkcje diagnostyczne:
    • MPOST (Memory Power On Self Test)
    • HWBIST (Hardware Built-in Self Test)
  • Dostępne obudowy:
    • 100-pinowa obudowa LQFP
    • 80-pinowa obudowa LQFP
    • 64-pinowa obudowa LQFP
    • 48-pinowa obudowa LQFP

Zastosowanie układu:

  • Jednostka zewnętrzna klimatyzatora
  • Automatyka budynkowa
  • Maszyny przemysłowe i obrabiarki
  • Falowniki AC i napędy VF
  • Liniowe systemy transportu samochodowego
  • Serwonapędy jedno- i wieloosiowe
  • Napędy BLDC z regulacją prędkości
  • Automatyzacja fabryk
  • Przemysłowe przetwornice AC-DC
  • UPS
  • Zasilanie telekomunikacyjne i serwerowe
  • Przetwornice DC-DC
  • Wyświetlacz przezierny
  • Samochodowa jednostka główna
  • ADAS
  • Infrastruktura ładowania pojazdów elektrycznych
  • Magazynowanie energii odnawialnej
  • Energia słoneczna
DATA SHEET
Tematyka materiału: Texas Instruments, TMS320F280039C, CLA, C2000
AUTOR
Źródło
www.ti.com
Udostępnij
Oceń najnowsze wydanie EdW
Wypełnij ankietę i odbierz prezent
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"