TMS320F28P65x (F28P65x) 是 C2000? 實時微控制器系列的成員,該系列是可擴展、超低延遲的器件,專為提高電力電子效率而設計,包括但不限于:高功率密度、高開關頻率,并支持 IGBT、GaN 和 SiC 技術的使用。
實時控制子系統基于 TI 的 32 位 C28x DSP 內核,該內核在每個內核中為從片上閃存或 SRAM 運行的浮點或定點代碼提供 200MIPS 的信號處理性能。這相當于基于 Cortex-M7? 的器件上的 400MHz 處理能力(C28x DSP 內核的性能是 Cortex-M7? 內核的兩倍)。C28x CPU 通過三角數學單元 (TMU) 和 VCRC(循環冗余校驗)擴展指令集進一步增強,加快了實時控制系統的關鍵通用算法。擴展指令集支持 IEEE 雙精度 64 位浮點數學運算。最后,控制律加速器 (CLA) 使每個內核具有額外的 200MIPS 獨立處理能力。這相當于基于 Cortex-M7? 的設備上的 280MHz 處理能力(CLA CPU 的性能比 Cortex-M7? 內核高 40%)。
*附件:tms320f28p659sh-q1.pdf
輔助 C28x CPU 中添加了鎖步雙 CPU 比較器選項以及 ePIE 和 DMA,用于檢測永久性和瞬態故障。為了允許從現有固件快速切換到新固件,F28P65x 中添加了實時固件更新 (LFU) 的硬件增強功能。
高性能模擬模塊與處理和控制單元緊密集成,以提供最佳的實時信號鏈性能。模數轉換器 (ADC) 已增強多達 40 個模擬通道,其中 22 個具有通用輸入/輸出 (GPIO) 功能。通過硬件改進,過采樣的實現大大簡化。對于安全關鍵型 ADC 轉換,添加了硬件冗余檢查器,能夠比較來自多個 ADC 模塊的 ADC 轉換結果,以確保一致性,而無需額外的 CPU 周期。36 個與頻率無關的 PWM 均具有高分辨率功能,可控制多個功率級,從三相逆變器到高級多電平電源拓撲。PWM 已通過最小死區邏輯 (MINDL) 和非法組合邏輯 (ICL) 功能得到增強。
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 實時 MCU 中。
該器件提供 EtherCAT 子設備控制器和其他行業標準協議,如 CAN FD 和 USB 2.0。快速串行接口 (FSI) 可跨隔離邊界實現高達 200Mbps 的穩健通信。
作為一款高度連接的設備,F28P65x 還提供各種安全推動器,幫助設計人員實施其網絡安全策略,并支持硬件加密、安全 JTAG 和安全啟動等功能。
特性
實時處理
- 最多包含三個 CPU:兩個 32 位 C28x DSP CPU 和一個 CLA CPU,運行頻率均為 200MHz
- 在實時信號鏈性能方面,提供相當于基于 1000MHz Arm Cortex-M7 的器件的總處理能力(參見展示 C2000? 控制 MCU 優化信號鏈的實時基準應用說明)
- C28x DSP 架構
- IEEE 754 雙精度(64 位)浮點單元 (FPU)
- 三角數學單元 (TMU)
- 快速整數除法 (FINTDIV)
- CRC 引擎和指令 (VCRC)
- 控制律加速器 (CLA) CPU
- IEEE 754 單精度浮點
- 獨立于 C28x CPU 執行代碼
記憶
模擬子系統
- 三個模數轉換器 (ADC)
- 16位模式,每個1.19MSPS
- 12位模式,每個3.92MSPS
- 多達 40 個單端輸入或 19 個差分輸入
- 每個ADC上都有單獨的采樣保持(S/H),以實現同時測量
- 轉換的硬件后處理
- 硬件過采樣(高達 128 倍)和欠采樣模式,具有累加、平均和異常抑制功能
- 24 個冗余輸入通道,靈活性高
- 自動比較功能安全應用的轉換結果
- 11 個窗口比較器,具有 12 位數模轉換器 (DAC) 基準電壓源
- 兩個12位緩沖DAC輸出
控制外設
- 36 個脈寬調制器 (PWM) 通道,均具有 150ps 高分辨率能力 (HRPWM)
- 七個增強型捕獲 (eCAP) 模塊
- 可配置邏輯塊
- 六個邏輯塊,用于增強現有外設功能或定義自定義邏輯,以減少或刪除外部 CPLD/FPGA
- 支持編碼器接口,無需FPGA
- 支持用于功率轉換的定制PWM生成
通信外設
- EtherCAT SubordinateDevice(或子設備)控制器 (ESC)
- USB 2.0 (MAC + PHY)
- 快速串行接口 (FSI) 可實現高達 200Mbps 的隔離數據交換
- 四個高速(高達 50MHz)SPI 端口
- 兩個串行通信接口 (SCI)(支持 UART)
- 兩個高速 (25Mbps) 通用異步接收器/發射器 (UART)
- 兩個 I2C 接口 (400Kbps)
- 通過 SPI/SCI/I2C 的外部啟動選項
- 兩個兼容 UART 的本地互連網絡 (LIN) 模塊(支持 SCI)
- 電源管理總線 (PMBus) 接口(支持 I2C)
- 一個控制器局域網 (CAN/DCAN)
- 兩個具有靈活數據速率的 CAN FD/MCAN 控制器局域網
系統外圍設備
- 兩個 6 通道直接內存訪問 (DMA) 控制器
- 185 個可單獨編程的多路復用通用輸入/輸出 (GPIO) 引腳
- 擴展外設中斷控制器 (ePIE)
- 低功耗模式 (LPM) 支持
- 嵌入式實時分析和診斷 (ERAD)
- 背景 CRC (BGCRC)
安全外圍設備
- 高級加密標準(AES-128、192、256)加速器
- 安全
- JTAGLOCK的
- 零針引導
- 雙區安全
- 唯一識別 (UID) 號碼
安全外圍設備
- 通過倒數比較更容易實施
- C28x CPU 2 上的鎖步
- 內存上電自檢 (MPOST)
- 非鎖步設備上的硬件內置自檢 (HWBIST)
- 符合功能安全標準
- 專為功能安全應用而開發
- 可用于幫助 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 和 SIL 2
- 安全相關認證
時鐘和系統控制
- 兩個內部10MHz振蕩器
- 片上晶體振蕩器
- 2*APLL、BOR、冗余中斷矢量RAM
- 窗口式看門狗定時器模塊
- 時鐘檢測電路缺失
- 雙時鐘比較器 (DCC)
- 實時固件更新 (LFU)
- 從舊固件到新固件的快速上下文切換,無論是否重新啟動
- 1.2V 內核,3.3V I/O 設計
- 用于 1.2V 發電的內部 VREG
- 欠壓復位 (BOR) 電路
選擇方案:
- 無鉛、綠色包裝
- 256 球新型細間距球柵陣列 (nFBGA) [ZEJ 后綴],13mm × 13mm/0.8mm 間距
- 176引腳PowerPAD?熱增強型薄型四通道平板封裝(HLQFP)[PTP后綴],26mm×26mm/0.5mm間距
- 169 球新型細間距球柵陣列 (nFBGA) [NMR 后綴],9mm × 9mm/0.65mm 間距
- 100 引腳 PowerPAD? 熱增強型薄型四通道平板封裝 (HTQFP) [PZP 后綴],16mm × 16mm/0.5mm 間距
溫度
- 環境溫度 (TA):–40°C 至 125°C(工業和汽車認證)
參數
方框圖
1. 產品概述
TMS320F28P65x是C2000?實時微控制器家族成員,專為高效電力電子應用設計,支持IGBT、GaN和SiC技術。該系列器件具有超低延遲和可擴展性,適用于工業電機驅動、太陽能逆變器、數字電源、HEV/EV動力總成等應用。
2. 關鍵特性
2.1 處理子系統
- ?多核架構?:包含最多三個CPU(兩個32位C28x DSP CPU和一個CLA CPU),均運行于200MHz
- ?處理能力?:總處理能力相當于1000MHz Arm Cortex-M7設備
- ?加速器?:包含IEEE 754雙精度FPU、三角函數加速單元(TMU)和快速整數除法(FINTDIV)
- ?內存?:1.28MB閃存(ECC保護)和248KB RAM(增強奇偶校驗保護)
2.2 模擬子系統
- ?ADC?:三個16位(1.19MSPS)或12位(3.92MSPS)ADC,最多40個單端或19個差分輸入
- ?比較器?:11個帶12位DAC參考的窗口比較器
- ?DAC?:兩個12位緩沖DAC輸出
2.3 控制外設
- ?PWM?:36個通道,全部支持150ps高分辨率(HRPWM)
- ?捕獲模塊?:7個增強型捕獲(eCAP)模塊,其中2個支持高分辨率捕獲(HRCAP)
- ?編碼器接口?:6個增強型正交編碼器脈沖(eQEP)模塊
- ? 可配置邏輯塊(CLB) ?:6個邏輯塊,可減少或消除外部CPLD/FPGA需求
2.4 通信外設
- ?EtherCAT?:從設備控制器(ESC)
- ?USB 2.0?:支持MAC+PHY
- ?高速接口?:Fast Serial Interface(FSI)支持200Mbps隔離通信
- ?其他接口?:4個SPI、2個I2C、2個SCI、2個CAN FD、1個PMBus等
3. 安全特性
- ?加密?:AES-128/192/256加速器
- ?安全啟動?:支持JTAGLOCK、零引腳啟動和雙區安全
- ?功能安全?:符合ISO 26262(ASIL D)和IEC 61508(SIL 3)標準
- ?安全認證?:通過TüV SüD認證(ASIL B和SIL 2)
4. 封裝選項
- 256球nFBGA(ZEJ):13×13mm,0.8mm間距
- 176引腳HLQFP(PTP):26×26mm,0.5mm間距
- 169球nFBGA(NMR):9×9mm,0.65mm間距
- 100引腳HTQFP(PZP):16×16mm,0.5mm間距
5. 應用領域
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