TMS320F28P65x （F28P65x） 是 C2000? 實(shí)時(shí)微控制器系列的一員，該系列可擴(kuò)展、超低延遲器件專(zhuān)為提高電力電子器件的效率而設(shè)計(jì)，包括但不限于：高功率密度、高開(kāi)關(guān)頻率，并支持使用 IGBT、GaN 和 SiC 技術(shù)。
*附件：tms320f28p659dk-q1.pdf

這些應(yīng)用包括：

• 工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
• 電機(jī)控制
  • 牽引逆變器電機(jī)控制
  • HVAC 電機(jī)控制
  • 移動(dòng)機(jī)器人電機(jī)控制
• 太陽(yáng)能逆變器
  • 集中式逆變器
  • 微型逆變器
  • 組串式逆變器
• 數(shù)字電源
• HEV/EV 動(dòng)力總成
• 電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施
• 儲(chǔ)能系統(tǒng)
• 工業(yè)和協(xié)作機(jī)器人
• 工業(yè)機(jī)械和機(jī)床
• 工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人

實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)基于 TI 的 32 位 C28x DSP 內(nèi)核，該內(nèi)核在每個(gè)內(nèi)核中提供 200MIPS 的信號(hào)處理性能，適用于從片上閃存或 SRAM 運(yùn)行的浮點(diǎn)或定點(diǎn)代碼。這相當(dāng)于基于 Cortex-M7? 的設(shè)備上的 400MHz 處理能力（C28x DSP 內(nèi)核提供的性能是 Cortex-M7? 內(nèi)核的兩倍）。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)了 C28x CPU，加快了對(duì)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)至關(guān)重要的常見(jiàn)算法。擴(kuò)展指令集支持 IEEE 雙精度 64 位浮點(diǎn)數(shù)學(xué)運(yùn)算。最后，控制律加速器 （CLA） 使每個(gè)內(nèi)核的獨(dú)立處理能力額外增加 200MIPS。這相當(dāng)于基于 Cortex-M7? 的設(shè)備上的 280MHz 處理能力（CLA CPU 的性能比 Cortex-M7? 內(nèi)核高 40%）。

在輔助 C28x CPU 中添加了鎖步雙 CPU 比較器選項(xiàng)，以及 ePIE 和 DMA，用于檢測(cè)永久和瞬態(tài)故障。為了實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)有固件到新固件的快速上下文切換，F(xiàn)28P65x 中添加了實(shí)時(shí)固件更新 （LFU） 的硬件增強(qiáng)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(shí)時(shí)信號(hào)鏈性能。模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 已得到增強(qiáng)，具有多達(dá) 40 個(gè)模擬通道，其中 22 個(gè)具有通用輸入/輸出 （GPIO） 功能。通過(guò)硬件改進(jìn)，大大簡(jiǎn)化了過(guò)采樣的實(shí)現(xiàn)。對(duì)于安全關(guān)鍵型 ADC 轉(zhuǎn)換，增加了一個(gè)硬件冗余檢查器，能夠比較來(lái)自多個(gè) ADC 模塊的 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果，以實(shí)現(xiàn)一致性，而無(wú)需額外的 CPU 周期。36 個(gè)頻率獨(dú)立型 PWM 均具有高分辨率功能，可控制多個(gè)功率級(jí)，從三相逆變器到高級(jí)多電平電源拓?fù)洹WM 通過(guò)最小死區(qū)邏輯 （MINDL） 和非法組合邏輯 （ICL） 功能進(jìn)行了增強(qiáng)。

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

此設(shè)備上提供 EtherCAT 子設(shè)備控制器和其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，如 CAN FD 和 USB 2.0。快速串行接口 （FSI） 可在隔離邊界上實(shí)現(xiàn)高達(dá) 200Mbps 的穩(wěn)健通信。

作為高度互聯(lián)的設(shè)備，F(xiàn)28P65x 還提供了各種安全使能器，幫助設(shè)計(jì)人員實(shí)施其網(wǎng)絡(luò)安全策略并支持硬件加密、安全 JTAG 和安全啟動(dòng)等功能。

從安全角度來(lái)看，F(xiàn)28P65x 支持眾多安全使能器。有關(guān)更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱 C2000? 實(shí)時(shí)微控制器的工業(yè)功能安全和C2000? 實(shí)時(shí)微控制器的汽車(chē)功能安全。

特性

實(shí)時(shí)處理

• 包含多達(dá)三個(gè) CPU：兩個(gè) 32 位 C28x DSP CPU 和一個(gè) CLA CPU，均以 200MHz 運(yùn)行頻率
• 基于實(shí)時(shí)信號(hào)鏈性能，提供相當(dāng)于基于 Arm Cortex-M7 的 1000MHz 器件的總處理能力（請(qǐng)參閱展示 C2000? 控制 MCU 優(yōu)化信號(hào)鏈的實(shí)時(shí)基準(zhǔn)測(cè)試應(yīng)用說(shuō)明)
• C28x DSP 架構(gòu)
  • IEEE 754 雙精度（64 位）浮點(diǎn)單元 （FPU）
  • 三角數(shù)學(xué)單元 （TMU）
  • 快速整數(shù)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(diǎn)
  • 獨(dú)立于 C28x CPU 執(zhí)行代碼

記憶

• 1.28MB CPU 可映射閃存（ECC 保護(hù)），帶 5 個(gè)閃存庫(kù)
• 248KB RAM（增強(qiáng)型奇偶校驗(yàn)保護(hù)）
• 具有 ASRAM、SDRAM 支持或 ASIC/FPGA 的外部存儲(chǔ)器接口 （EMIF）

模擬子系統(tǒng)

• 三個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC）
  • 16 位模式，每個(gè) 1.19MSPS
  • 12 位模式，每個(gè) 3.92MSPS
  • 多達(dá) 40 個(gè)單端或 19 個(gè)差分輸入
  • 每個(gè) ADC 上都有單獨(dú)的采樣保持 （S/H），可實(shí)現(xiàn)同步測(cè)量
  • 轉(zhuǎn)換的硬件后處理
  • 硬件過(guò)采樣（高達(dá) 128 倍）和欠采樣模式，具有累積、平均和異常值抑制功能
  • 24 個(gè)冗余輸入通道，靈活性高
  • 自動(dòng)比較功能安全應(yīng)用的轉(zhuǎn)換結(jié)果
• 11 個(gè)窗口式比較器，帶 12 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC） 基準(zhǔn)
  • 具有斜率補(bǔ)償?shù)?DAC – 支持峰值電流和谷值電流模式控制
  • 內(nèi)部溫度傳感器和 ADC 基準(zhǔn)的連接選項(xiàng)
• 兩個(gè) 12 位緩沖 DAC 輸出

控制外設(shè)

• 36 個(gè)脈寬調(diào)制器 （PWM） 通道，均具有 150ps 高分辨率能力 （HRPWM）
  • 最小死區(qū)帶邏輯 （MINDB）、非法組合邏輯 （ICL） 和其他特殊功能（即二極管仿真 [DE]）支持
  • 啟用矩陣轉(zhuǎn)換器、多電平轉(zhuǎn)換器和諧振轉(zhuǎn)換器支持，無(wú)需額外的外部邏輯
• 7 個(gè)增強(qiáng)型捕獲 （eCAP） 模塊
  • 高分辨率捕獲 （HRCAP） 可在 7 個(gè) eCAP 模塊中的 2 個(gè)上使用
  • 兩個(gè)新的監(jiān)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(gè)輸入，提供了更多捕獲選項(xiàng)
  • 新的 ADC SOC 生成功能
  • eCAP 也可用于額外的 PWM
  • 6 個(gè)增強(qiáng)型正交編碼器脈沖 （eQEP） 模塊
  • 16 個(gè) Σ-Δ 濾波器模塊 （SDFM） 輸入通道，每個(gè)通道 2 個(gè)獨(dú)立濾波器
  • 嵌入式圖形發(fā)生器 （EPG）
• 可配置邏輯塊
  • 六個(gè)邏輯塊，用于增強(qiáng)現(xiàn)有外設(shè)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(wú)需 FPGA
  • 支持定制 PWM 生成以實(shí)現(xiàn)功率轉(zhuǎn)換

通信外圍設(shè)備

• EtherCAT 從屬設(shè)備（或子設(shè)備）控制器 （ESC）
• USB 2.0 (MAC + PHY)
• 快速串行接口 （FSI） 支持高達(dá) 200Mbps 的隔離數(shù)據(jù)交換
• 4 個(gè)高速（高達(dá) 50MHz）SPI 端口
• 兩個(gè)串行通信接口 （SCI） （支持 UART）
• 兩個(gè)高速 （25Mbps） 通用異步接收器/發(fā)射器 （UART）
• 兩個(gè) I2C 接口 （400Kbps）
• 通過(guò) SPI/SCI/I2C 的外部啟動(dòng)選項(xiàng)
• 兩個(gè)兼容 UART 的本地互連網(wǎng)絡(luò) （LIN） 模塊（支持 SCI）
• 電源管理總線 （PMBus） 接口（支持 I2C）
• 一個(gè)控制器局域網(wǎng) （CAN/DCAN）
• 兩個(gè)具有靈活數(shù)據(jù)速率的 CAN FD/MCAN 控制器局域網(wǎng)

系統(tǒng)外設(shè)

• 兩個(gè) 6 通道直接內(nèi)存訪問(wèn) （DMA） 控制器
• 185 個(gè)獨(dú)立可編程多路復(fù)用通用輸入/輸出 （GPIO） 引腳
• 擴(kuò)展外設(shè)中斷控制器 （ePIE）
• 低功耗模式 （LPM） 支持
• 嵌入式實(shí)時(shí)分析和診斷 （ERAD）
• 背景 CRC （BGCRC）

安全外圍設(shè)備

• 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES-128、192、256）加速器
• 安全
  • JTAGLOCK 鎖
  • 零引腳啟動(dòng)
  • 雙區(qū)安全
• 唯一標(biāo)識(shí) （UID） 號(hào)

安全外圍設(shè)備

• 通過(guò)倒數(shù)比較更容易實(shí)現(xiàn)
• C28x CPU 2 上的鎖步
• 內(nèi)存開(kāi)機(jī)自檢 （MPOST）
• 硬件內(nèi)置自檢 （HWBIST）
• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)
  • 專(zhuān)為功能安全應(yīng)用而開(kāi)發(fā)
  • 提供有助于 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
  • 硬件完整性高達(dá) ASIL B 和 SIL 2
• 安全相關(guān)認(rèn)證
  • TüV SüD 的 ISO 26262 認(rèn)證，最高可達(dá) ASIL B
  • TüV SüD 的 IEC 61508 認(rèn)證高達(dá) SIL 2

時(shí)鐘和系統(tǒng)控制

• 兩個(gè)內(nèi)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(mén)狗定時(shí)器模塊
• 缺少時(shí)鐘檢測(cè)電路
• 雙時(shí)鐘比較器 （DCC）
• 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，有或沒(méi)有重啟
• 1.2V 內(nèi)核，3.3V I/O 設(shè)計(jì)
  • 用于產(chǎn)生 1.2V 的內(nèi)部 VREG
  • 掉電復(fù)位 （BOR） 電路

套餐選項(xiàng)：

• 無(wú)鉛、綠色包裝
• 256 焊球新型細(xì)間距球柵陣列 （nFBGA） [ZEJ 后綴]，13mm × 13mm/0.8mm 間距
• 176 引腳 PowerPAD? 散熱增強(qiáng)型扁平扁平封裝 （HLQFP） [PTP 后綴]，26mm × 26mm/0.5mm 間距
• 169 焊球新型細(xì)間距球柵陣列 （nFBGA） [RNR 后綴]，9mm × 9mm/0.65mm 間距
• 100 引腳 PowerPAD? 散熱增強(qiáng)型薄型四方扁平封裝 （HTQFP） [后綴 PZP]，16mm × 16mm/0.5mm 間距

溫度

• 環(huán)境溫度 （TA）：–40°C 至 125°C（符合工業(yè)和汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)）

參數(shù)

方框圖

1. 主要特性

• ?高性能CPU?：包含兩個(gè)32位C28x DSP CPU和一個(gè)CLA CPU，均運(yùn)行于200MHz，提供高達(dá)1000MHz Arm? Cortex?-M7等效的實(shí)時(shí)信號(hào)處理性能。
• ?功能安全?：支持ISO 26262和IEC 61508系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具有ASIL D和SIL 3的系統(tǒng)能力，硬件完整性達(dá)到ASIL B和SIL 2。
• ?多窗口比較器與DAC?：具備11個(gè)窗口比較器和兩個(gè)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(shè)?：包括ADC、ePWM、eQEP、CAN、SCI、SPI、I2C、USB等，滿(mǎn)足多種應(yīng)用需求。

2. 應(yīng)用領(lǐng)域

• ?工業(yè)控制?：適用于電機(jī)控制、電源轉(zhuǎn)換、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。
• ?汽車(chē)電子?：可用于先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、電動(dòng)汽車(chē)控制等。
• ?功能安全應(yīng)用?：支持ISO 26262和IEC 61508認(rèn)證，適用于需要高安全性的系統(tǒng)。

3. 功能框圖

• ?CPU系統(tǒng)?：包括兩個(gè)C28x CPU、一個(gè)CLA CPU、內(nèi)存、定時(shí)器等。
• ?外設(shè)?：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(chǔ)器和引導(dǎo)加載的支持。

4. 內(nèi)存架構(gòu)

• ?C28x內(nèi)存映射?：包括程序內(nèi)存、數(shù)據(jù)內(nèi)存、外設(shè)寄存器等。
• ?CLA內(nèi)存映射?：包括程序內(nèi)存和數(shù)據(jù)內(nèi)存，與C28x CPU獨(dú)立。
• ?Boot ROM和Secure ROM?：提供設(shè)備啟動(dòng)和安全存儲(chǔ)功能。

5. 電源管理

• ?多電源域?：包括MAIN域、MCU域等，支持獨(dú)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(tǒng)功耗。

6. 安全特性

• ?硬件冗余?：通過(guò)鎖步CPU架構(gòu)實(shí)現(xiàn)硬件冗余，提高系統(tǒng)可靠性。
• ?安全模塊?：包括錯(cuò)誤信號(hào)模塊(ESM)、錯(cuò)誤定位模塊(ELM)等，用于監(jiān)測(cè)和處理系統(tǒng)錯(cuò)誤。

7. 開(kāi)發(fā)工具與支持

• ?軟件工具?：提供C/C++編譯器、調(diào)試器、TI-RTOS等開(kāi)發(fā)工具。
• ?硬件工具?：包括評(píng)估板、仿真器等，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和調(diào)試過(guò)程。
• ?文檔支持?：提供用戶(hù)指南、技術(shù)參考手冊(cè)、應(yīng)用筆記等文檔支持。

8. 封裝與尺寸

• ?封裝類(lèi)型?：提供多種封裝選項(xiàng)，如ZEJ、PTP、NMR、PZP等。
• ?尺寸?：具體尺寸因封裝類(lèi)型而異，詳細(xì)尺寸信息請(qǐng)參考數(shù)據(jù)手冊(cè)。

TMS320F28P659DK-Q1是一款高性能的實(shí)時(shí)控制微控制器，集成了兩個(gè)C28x DSP CPU和一個(gè)CLA CPU，提供強(qiáng)大的實(shí)時(shí)信號(hào)處理能力。同時(shí)，該設(shè)備還支持功能安全應(yīng)用，具有豐富的外設(shè)接口和靈活的電源管理選項(xiàng)，適用于工業(yè)控制、汽車(chē)電子等領(lǐng)域。