TMS320F28003x （F28003x） 是 C2000? 實(shí)時(shí)微控制器系列的成員，該系列是可擴(kuò)展、超低延遲的器件，專為提高電力電子效率而設(shè)計(jì)，包括但不限于：高功率密度、高開關(guān)頻率，并支持使用 GaN 和 SiC 技術(shù)。
*附件：tms320f280036c-q1.pdf

其中包括以下應(yīng)用：

• 電機(jī)驅(qū)動(dòng)
• 電器
• 混合動(dòng)力、電動(dòng)和動(dòng)力總成系統(tǒng)
• 太陽能和電動(dòng)汽車充電
• 數(shù)字電源
• 車身電子和照明
• 測(cè)試與測(cè)量

實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)基于 TI 的 32 位 C28x DSP 內(nèi)核，該內(nèi)核為從片上閃存或 SRAM 運(yùn)行的浮點(diǎn)或定點(diǎn)代碼提供 120 MHz 的信號(hào)處理性能。C28x CPU 通過浮點(diǎn)單元 （FPU）、三角數(shù)學(xué)單元 （TMU） 和 VCRC（循環(huán)冗余校驗(yàn)）擴(kuò)展指令集進(jìn)一步增強(qiáng)，加速了實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵常用算法。

CLA 允許從主 C28x CPU 大量卸載常見任務(wù)。CLA 是一個(gè)獨(dú)立的 32 位浮點(diǎn)數(shù)學(xué)加速器，與 CPU 并行執(zhí)行。此外，CLA 擁有自己的專用內(nèi)存資源，可以直接訪問典型控制系統(tǒng)所需的關(guān)鍵外設(shè)。支持 ANSI C 子集是標(biāo)準(zhǔn)配置，硬件斷點(diǎn)和硬件任務(wù)切換等關(guān)鍵功能也是如此。

F28003x 支持高達(dá) 384KB （192KW） 的閃存，分為三個(gè) 128KB （64KW） 組，可實(shí)現(xiàn)并行編程和執(zhí)行。高達(dá) 69KB （34.5KW） 的片上 SRAM 也可用于補(bǔ)充閃存。

F28003x 上的實(shí)時(shí)固件更新硬件增強(qiáng)功能允許從舊固件快速切換上下文到新固件，以最大限度地減少更新設(shè)備固件時(shí)的應(yīng)用程序停機(jī)時(shí)間。

高性能模擬模塊集成在 F28003x 實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)信號(hào)鏈性能。16 個(gè) PWM 通道均支持與頻率無關(guān)的分辨率模式，可控制從三相逆變器到功率因數(shù)校正和高級(jí)多電平功率拓?fù)涞母鞣N功率級(jí)。

包含可配置邏輯塊 （CLB） 允許用戶添加自定義邏輯，并有可能將類似 FPGA 的功能集成到 C2000 實(shí)時(shí) MCU 中。

通過各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信端口（如 SPI、SCI、I2C、PMBus、LIN、CAN 和 CAN FD）支持接口，并提供多種引腳復(fù)用選項(xiàng)以實(shí)現(xiàn)最佳信號(hào)放置。快速串行接口 （FSI） 可跨隔離邊界實(shí)現(xiàn)高達(dá) 200Mbps 的穩(wěn)健通信。

特性

• TMS320C28x 32 位 DSP 內(nèi)核，頻率為 120 MHz
  • IEEE 754 浮點(diǎn)單元 （FPU）
    • 支持快速整數(shù)除法 （FINTDIV）
  • 三角數(shù)學(xué)單元 （TMU）
    • 支持非線性比例積分導(dǎo)數(shù) （NLPID） 控制
  • CRC 引擎和指令 （VCRC）
  • 十個(gè)硬件斷點(diǎn)（帶 ERAD）
• 可編程控制律加速器 （CLA）
  • 120兆赫
  • IEEE 754 單精度浮點(diǎn)指令
  • 獨(dú)立于主 CPU 執(zhí)行代碼
• 片上存儲(chǔ)器
  • 384KB （192KW） 閃存（ECC 保護(hù)），跨三個(gè)獨(dú)立銀行
  • 69KB （34.5KW） RAM（ECC 保護(hù)）
  • 安全
    • JTAGLOCK的
    • 零針引導(dǎo)
    • 雙區(qū)安全
• 時(shí)鐘和系統(tǒng)控制
  • 兩個(gè)內(nèi)部 10 MHz 振蕩器
  • 晶體振蕩器或外部時(shí)鐘輸入
  • 窗口式看門狗定時(shí)器模塊
  • 時(shí)鐘檢測(cè)電路缺失
  • 雙時(shí)鐘比較器 （DCC）
• 3.3V I/O 設(shè)計(jì)
  • 內(nèi)部 VREG 生成允許單電源設(shè)計(jì)
  • 欠壓復(fù)位 （BOR） 電路
• 系統(tǒng)外圍設(shè)備
  • 6 通道直接內(nèi)存訪問 （DMA） 控制器
  • 55 個(gè)可單獨(dú)編程的多路復(fù)用通用輸入/輸出 （GPIO） 引腳
  • 模擬引腳上的 23 個(gè)數(shù)字輸入
  • 模擬引腳上的 2 個(gè)數(shù)字輸入/輸出 （AGPIO）
  • 增強(qiáng)型外設(shè)中斷擴(kuò)展 （ePIE）
  • 支持多種低功耗模式 （LPM）
  • 嵌入式實(shí)時(shí)分析和診斷 （ERAD）
  • 唯一識(shí)別 （UID） 號(hào)碼
• 通信外設(shè)
  • 一個(gè)電源管理總線 （PMBus） 接口
  • 兩個(gè)集成電路間 （I2C） 接口
  • 一個(gè)控制器局域網(wǎng) （CAN/DCAN） 總線端口
  • 一個(gè)具有靈活數(shù)據(jù)速率 （CAN FD/MCAN） 總線端口的控制器局域網(wǎng)
  • 兩個(gè)串行外設(shè)接口 （SPI） 端口
  • 兩個(gè)UART兼容串行通信接口（SCI）
  • 兩個(gè)兼容 UART 的本地互連網(wǎng)絡(luò) （LIN） 接口
  • 快速串行接口 （FSI），帶有一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器（高達(dá) 200Mbps）
• 模擬系統(tǒng)
  • 三個(gè) 4 MSPS、12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC）
    • 多達(dá) 23 個(gè)外部通道（包括兩個(gè) gpdac 輸出）
    • 每個(gè)ADC有四個(gè)集成后處理模塊（PPB）
  • 四個(gè)窗口比較器 （CMPSS），帶 12 位基準(zhǔn)數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC）
    • 數(shù)字毛刺濾波器
  • 兩個(gè)12位緩沖DAC輸出
• 增強(qiáng)的控制外設(shè)
  • 16 個(gè) ePWM 通道，其中 8 個(gè)通道具有高分辨率能力（150 ps 分辨率）
    • 集成死區(qū)支持
    • 集成硬件跳閘區(qū) （TZ）
  • 三個(gè)增強(qiáng)型捕獲 （eCAP） 模塊
    • 高分辨率捕獲 （HRCAP） 可在三個(gè) eCAP 模塊之一上使用
  • 兩個(gè)增強(qiáng)型正交編碼器脈沖 （eQEP） 模塊，支持 CW/CCW 工作模式
  • 八個(gè) Σ-Δ 濾波器模塊 （SDFM） 輸入通道（每個(gè)通道兩個(gè)并行濾波器）
    • 標(biāo)準(zhǔn) SDFM 數(shù)據(jù)過濾
    • 比較器過濾器，用于對(duì)高值或低值情況采取快速行動(dòng)
  • 嵌入式碼型發(fā)生器 （EPG）
• 可配置邏輯塊 （CLB）
  • 4 塊
  • 增強(qiáng)現(xiàn)有外設(shè)功能
  • 支持職位管理器解決方案
• 主機(jī)接口控制器 （HIC）
  • 從外部主機(jī)訪問內(nèi)部存儲(chǔ)器
• 背景 CRC （BGCRC）
  • 對(duì) 32 位數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)周期的 CRC 計(jì)算
• 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) （AES） 加速器
• 實(shí)時(shí)固件更新 （LFU）
  • 從舊固件到新固件的快速上下文切換
  • 閃存擦除時(shí)間改進(jìn)
• 診斷功能
  • 內(nèi)存開機(jī)自檢 （MPOST）
  • 硬件內(nèi)置自檢 （HWBIST）
• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)（僅限 PZ 和 Q100 PM 封裝）
  • 專為功能安全應(yīng)用而開發(fā)
  • 可用于幫助 ISO 26262 和 IEC 61508 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔
  • 系統(tǒng)能力高達(dá) ASIL D 和 SIL 3
  • 硬件能力高達(dá) ASIL B 和 SIL 2
• 安全相關(guān)認(rèn)證
  • TüV SüD 通過 ISO 26262 認(rèn)證，最高可達(dá) ASIL B 和 SIL 2（僅限 PZ 和 Q100 PM 封裝）
• 選擇方案：
  • 100引腳薄型四通道扁平封裝（LQFP）[PZ后綴]
  • 80引腳薄型四通道扁平封裝（LQFP）[PN后綴]
  • 64 引腳 （LQFP） [PM 后綴]
  • 48 針 （LQFP） [PT 后綴]
• 溫度選項(xiàng)：
  • 自由空氣 （T A）：–40°C 至 125°C
  • 結(jié) （T J）：–40°C 至 150°C

參數(shù)

方框圖

?1. 核心特性?

• ?處理器架構(gòu)?：基于32位C28x DSP核心，主頻120MHz，支持IEEE 754浮點(diǎn)單元（FPU）、快速整數(shù)除法（FINTDIV）及非線性PID控制（NLPID）。
• ?加速器?：獨(dú)立控制律加速器（CLA），120MHz并行浮點(diǎn)運(yùn)算能力，支持ANSI C子集。
• ?內(nèi)存配置?：
  • 閃存：384KB（ECC保護(hù)，分3個(gè)獨(dú)立bank）。
  • RAM：69KB（ECC保護(hù)）。
• ?安全功能?：JTAG鎖定、雙區(qū)安全、零引腳啟動(dòng)、硬件加密（AES）及CRC校驗(yàn)。

?2. 外設(shè)與接口?

• ?模擬系統(tǒng)?：
  • 3個(gè)12位ADC（4MSPS，最多23通道）。
  • 4個(gè)窗口比較器（CMPSS）及2個(gè)12位緩沖DAC。
• ?通信接口?：
  • 2x SPI、2x I2C、2x UART（兼容SCI/LIN）。
  • 1x CAN FD、1x DCAN、1x PMBus、1x FSI（200Mbps高速隔離通信）。
• ?控制外設(shè)?：
  • 16通道ePWM（8通道支持高分辨率150ps）。
  • 3x eCAP（1通道支持高分辨率捕獲HRCAP）。
  • 2x eQEP（支持CW/CCW模式）。

?3. 應(yīng)用領(lǐng)域?

• ?工業(yè)控制?：伺服驅(qū)動(dòng)、BLDC電機(jī)控制、太陽能逆變器。
• ?汽車電子?：電動(dòng)轉(zhuǎn)向（EPS）、車載充電（OBC）、電池管理（BMS）。
• ?能源管理?：UPS、DC/DC轉(zhuǎn)換器、可再生能源存儲(chǔ)。

?4. 封裝與溫度?

• ?封裝選項(xiàng)?：100引腳LQFP（PZ）、80引腳LQFP（PN）、64引腳LQFP（PM）、48引腳LQFP（PT）。
• ?溫度范圍?：-40°C至125°C（環(huán)境溫度），-40°C至150°C（結(jié)溫）。

?5. 關(guān)鍵創(chuàng)新?

• ?實(shí)時(shí)更新?：Live Firmware Update（LFU）支持快速上下文切換，減少固件升級(jí)停機(jī)時(shí)間。
• ?功能安全?：符合ISO 26262 ASIL B/SIL 2認(rèn)證（部分封裝）。
• ? 可配置邏輯塊（CLB） ?：支持用戶自定義邏輯，增強(qiáng)外設(shè)靈活性。

?6. 開發(fā)支持?

• ?工具鏈?：配套C2000Ware、TMDSCNCD280039C評(píng)估板。
• ?文檔?：提供《C2000?實(shí)時(shí)微控制器開發(fā)指南》及功能安全設(shè)計(jì)文檔。

?7. 電源管理?

• ?集成LDO?：支持單電源設(shè)計(jì)（3.3V轉(zhuǎn)1.2V），可選外部VREG模式。
• ?監(jiān)控電路?：內(nèi)置VDDIO/VDD POR/BOR，支持低功耗模式（IDLE/STANDBY/HALT）。

?8. 引腳配置?

• 多路復(fù)用GPIO（最多55個(gè)），支持模擬輸入（AIO）和數(shù)字I/O混合功能。
• 詳細(xì)引腳屬性表涵蓋100/80/64/48引腳封裝的信號(hào)分配與復(fù)用選項(xiàng)。

?9. 熱設(shè)計(jì)?

• 熱阻參數(shù)（RθJA）范圍：46.1°C/W（PZ封裝）至56.7°C/W（PT封裝），需根據(jù)應(yīng)用環(huán)境優(yōu)化散熱。

?10. 典型應(yīng)用框圖?

• 功能框圖展示CPU、CLA、內(nèi)存、外設(shè)互聯(lián)及總線架構(gòu)，突出實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)集成度。