Контроллеры семейства C2000

Цифровые сигнальные процессоры TMS320C28x™

Архитектура

32-битные цифровые сигнальные процессоры семейства C28x™ объединяют в себе мощные и эффективные технологии цифровой обработки сигналов фирмы Texas Instruments с богатым набором периферийных устройств и простотой использования на уровне микроконтроллера. Архитектура контроллеров семейства C28x позволяет выполнять за один цикл операции типа 32x32 бит MAC либо две операции типа 16x16 бит MAC, превосходя по этому параметру любые другие аналоги с фиксированной точкой. Ядро содержит сверхбыстрый модуль управления прерываниями, что позволяет значительно снизить задержки при входе в прерывание.

Контроллеры семейства C28x обладают рядом уникальных возможностей, например, таких, как операции Чтение-Модификация-Запись за один цикл по любому из адресов памяти, что позволяет значительно повысить производительность и эффективность кода, многие другие инструкции также являются атомарными.

Ядро контроллеров семейства C28x оптимизировано для задач промышленной автоматизации, а разработанный параллельно с ним компилятор языка C позволяет добиться минимального оверхеда в 1.1 по отношению к ассемблеру. Кроме этого, ядро контроллеров семейства C28x поддерживает использование библиотеки "IQ-math", позволяя разработчику совмещать удобства использования математики с плавающей точкой с выгодной ценой платформы с фиксированной точкой.

Цифровые сигнальные процессоры C28x совмещают производительность 150 MIPS с преимуществами flash-технологии. Недорогие представители семейства F2808, F2806 и F2801 обеспечивают производительность в 100 MIPS. Все представители семейства C28x изготавливаются по субмикронной комплементарной КМОП-технологии с пятью металлизациями. На программном уровне контроллеры семейства C28x совместимы с популярной серией контроллеров TMS320C24x™.

Цифровые сигнальные процессоры TMS320C24x™

Архитектура

Обладая производительностью до 40 MIPS, 16-битные контроллеры семейства C24x™ позволяют реализовывать различные алгоритмы управления. Набор однотактовых инструкций обеспечивает быстрое выполнение сложных математических вычислений в режиме реального времени, а гарвардская архитектура имеет ряд удобств при использовании векторной математики, часто используемой в задачах промышленной автоматизации. Модернизированная гарвардская архитектура контроллеров C24x обеспечивает максимальную скорость обработки данных благодаря наличию раздельных шин для программы и данных, позволяя одновременно читать данные и программные инструкции. Передача данных между двумя пространствами поддерживается программно.

Высокопроизводительная организация памяти

Архитектура памяти контроллеров семейства C24x позволяет загружать коэффициенты из программной памяти непосредственно в ОЗУ, исключая необходимость в дополнительном ПЗУ для коэффициентов. Эта особенность, совместно с 4-уровневым конвейером, позволяет контроллерам семейства C24x выполнять большинство инструкций за один цикл.

Особенность DRAM-памяти, позволяющей осуществить две операции за один цикл, совмещённая с параллельной архитектурой обеспечивает контроллерам C24x возможность выполнять три одновременных операции с памятью за один машинный цикл.

Представители семейства C24x обладают различным набором встроенных типов памяти, включающих однопортовое ОЗУ, ПЗУ и Flash-память. Все представители семейства изготавливаются по субмикронной комплементарной КМОП-технологии с пятью металлизациями.

Периферийные устройства

Платформа TMS320C2000™ обладает высокой степенью интеграции периферийных устройств, свойственной микроконтроллерам и используемой для обработки смешанных сигналов, с высокой производительностью ядра цифрового сигнального процессора (DSP), встроенной перепрограммируемой flash-памятью, прецизионными аналоговыми, цифровыми и коммуникационными периферийными устройствами. Такой уровень интеграции упрощает разработки и удешевляет их, позволяя реализовывать однокристальные решения.

Flash-память

Модуль Flash-памяти с варьируемым объёмом от 16 to 256КБ позволяет разработчику многократно изменять программу в контроллере, в том числе и непосредственно в готовом изделии. Возможность перепрограммирования Flash-памяти обеспечивает максимальную лёгкость и удобство обновления программных версий приборов.

Flash-память контроллеров семейства C2000™ разбита на секторы, что позволяет пользователю программировать лишь часть памяти, не осуществляя предварительного полного стирания. Кроме этого, контроллеры семейства C2000™ обладают уникальной возможностью защиты кода 32-х или 64-битным паролем.

Модуль обработчика событий (Event Manager)

• Таймеры/Регистры сравнения позволяют снизить до минимума программную загрузку ядра при операциях измерений длительности, периодических выборок и генерации сигналов ШИМ
• Программируемое "мёртвое время" позволяет избавиться от внешних цепей его формирования
• Регистры захвата и квадратурных демодуляторов дают возможность отказаться от внешних ИС обработки сигналов с датчиков
• Прерывание PDP позволяет защитить внешние силовые устройства при системных сбоях

Модули ePWM, eCAP, eQEP (в контроллерах F2808, F2806, F2801)

• Заменяют модуль обработчика событий
• ePWM

  До 16 независимых каналов ШИМ, сгруппированных поканально

  ВременнАя синхронизация

  Контроль фазы и фронтов

  Дополнительные вычислительные режимы

  Независимая регулировка мёртвого времени

  Высокочастотный регулятор (chopper)

  Регулируемый диапазон аварийных значений (trip/fault)

  Улучшенная система прерываний и запуска преобразований

• ePWM высокого разрешения

  Расширяет разрешающую способность модуля ePWM с помощью использования технологии Micro Edge Positioning

  Используется для управления коэффициентом заполнения и сдвигом фазы в высокочастотных применениях

  Обладает разрешением в 11 бит на частоте 2МГц по сравнению с 5.6-битами у стандартного модуля ePWM

• eCAP

  До четырёх 32-битных регистров захвата

  Однократный либо постоянный режим

  Отображение буферов в пространство памяти

  Выбор фронтов

  Пре-делитель

  Секвенсер

  Режимы абсолютного времени либо приращения

  32-битный режим ШИМ

• eQEP

  До 2-х 32-битных модулей QEP

  Поддержка измерений скорости и частоты

  Детектирование заклинивания ротора и определение его положения

  Контроль неисправностей

АЦП

• Разрешение 10 бит (семейство C24x) и 12 бит (семейство C28x)
• Время преобразования 375 нс для семейства 240xA и 80 нс при групповых преобразованиях для семейств F281x и F280x позволяет использовать высокую частоту семплирования и программной обработки по нескольким каналам преобразования
• Запуск преобразования по внешнему либо внутренним сигналам не требует использования ресурсов ЦПУ
• Двойная буферизация результатов преобразования позволяет уменьшить использование ресурсов ЦПУ при перезагрузке результата преобразования в прерываниях
• До 16 мультиплексированных входных каналов
• Аудио секвенсер повышает производительность без использования ресурсов ЦПУ

Модуль CAN

• Полнофункциональный контроллер CAN-интерфейса с поддержкой спецификации 16-bit peripheral Specification 2.0B
• Отправка и получение фреймов со стандартным (11-битным) и расширенным (29-битным) идентификатором
• 6 (в устройствах семейства 24X) либо 32 (в устройствах семейств F2810 и F2812) почтовых ящиков для сообщений длиной от 0 до 8 байт
• Почтовые ящики для приёма, отправки и конфигурируемые приём/отправка (почтовые ящики 0 и 1)
• Поддержка режимов пониженного энергопотребления в контроллерах семейства 28x, метки времени, программируемый приоритет передачи сообщений
• Режим самотестирования
• CAN-контроллер может быть настроен на приём собственных сообщений
• Программируемая скорость обмена, маскирование, программируемая система прерываний

Последовательный интерфейс связи (SCI-UART)

• Асинхронный формат связи (NRZ)
• Программируемая скорость обмена
• Программируемая длина данных от 1 до 8 бит
• Программируемое число стоп-бит (1 или 2)
• Флаги ошибок: чётность, переполнение, ошибки фреймов и пауз и т.д.
• Два мультипроцессорных режима: освобождение шины (Idle Line Wake-Up) и обработка адресного бита (Address Bit Wake-Up)
• Полнодуплексный и полудуплексный режим
• Двойная буферизация регистров приёма и передачи (в устройствах семейства 24X) и 16-уровневый буфер приёма/передачи в устройствах семейства C28X
• Раздельные прерывания на приём и передачу
• Раздельные биты разрешения прерываний на приём и передачу

Последовательный периферийный интерфейс (SPI)

• Высокоскоростной 16-битный программируемый последовательный интерфейс (1-8 бит в устройствах семейства F/C240)
• Синхронный порт приёма/передачи
• Ведущий либо ведомый (Master/ Slave) режим
• Работа в 3-выводном либо 4-выводном режиме
• Поддержка мультипроцессорного обмена данными
• Управление фазой и полярностью сигнала тактирования SPI

Многоканальный буферизованный последовательный порт (McBSP)

• Полнодуплексная связь
• Двойная буферизация на передачу и тройная на приём позволяет организовать непрерывный обмен данными
• 128 каналов приёма и передачи
• Независимое тактирование и формирование фреймов на передачу
• Возможность многоканальных режимов работы с поддержкой блочной передачи по каждому каналу

Интерфейс IIC (I²C)

• Полная совместимость со спецификацией шины I2C фирмы Philips Semiconductors (версия 2.1)
• Поддержка форматов передачи от 1 до 8 бит
• Режим адресации от 7 до 10 бит
• Поддержка режима "мультимастер"
• Скорость передачи данных от 10 кбит/с до 400 кбит/с (Philips Fast-mode)
• Один 16-битный буфер FIFO на приём и один 16-битный буфер FIFO на передачу
• Источник прерывания, который может использоваться процессором
• В режиме FIFO процессором может использоваться дополнительный источник прерывания

		RUS Контроллеры семейства C2000. Цифровые сигнальные процессоры TMS320C28x™
		RUS Контроллеры семейства C2000. Цифровые сигнальные процессоры TMS320C24x™