TMS320F28P55x （F28P55x） 是 C2000? 實(shí)時(shí)微控制器系列的成員，該系列可擴(kuò)展、超低延遲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：tms320f28p559sg-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 150MHz 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。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元 （NPU） 可以使用預(yù)訓(xùn)練模型支持機(jī)器學(xué)習(xí)推理。NPU 能夠達(dá)到 600–1200MOPS（每秒兆運(yùn)算數(shù)），并支持模型 ARC 故障檢測(cè)或電機(jī)故障檢測(cè)，與僅基于軟件的實(shí)現(xiàn)相比，NN 推理周期可改善高達(dá) 10 倍。使用 TI 的 Edge AI Studio - Model Composer 或 Tiny ML Modelmaker 加載和訓(xùn)練模型，以獲得一組高級(jí)功能。C28x 的源代碼由這些工具生成，無需手動(dòng)編碼。對(duì)于依賴自己的 AI 訓(xùn)練框架的客戶，TI 的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編譯器可以幫助您移植您的 AI 模型，使其與許多基于 C28x 的 MCU 兼容。對(duì)于對(duì)參考解決方案感興趣的用戶，請(qǐng)請(qǐng)求訪問 TI 的電弧故障檢測(cè)項(xiàng)目或電機(jī)軸承故障檢測(cè)項(xiàng)目。

F28P55x 支持高達(dá) 1088KB 的閃存，分為四個(gè) 256KB 組和一個(gè) 64KB 組，從而可以對(duì)一個(gè)組進(jìn)行編程并在另一個(gè)組中并行執(zhí)行。還提供高達(dá) 133KB 的片上 SRAM 來補(bǔ)充閃存。

F28P55x 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 F28P55x 實(shí)時(shí)微控制器 （MCU） 上，并與處理單元和 PWM 單元緊密耦合，以提供最佳的實(shí)時(shí)信號(hào)鏈性能。24 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（例如 SPI、SCI、I2C、PMBus、LIN 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。

特性

• 實(shí)時(shí)處理：
  • 150MHz C28x 32 位 DSP CPU
  • 在實(shí)時(shí)信號(hào)鏈性能方面相當(dāng)于基于 300MHz Arm Cortex-M7? 的器件（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)用說明?
  • IEEE 754 單精度浮點(diǎn)單元 （FPU32）
  • 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）
• 可編程控制律加速器 （CLA）
  • 150兆赫
  • 在實(shí)時(shí)信號(hào)鏈性能方面相當(dāng)于基于 200MHz Arm Cortex-M7? 的器件（參見展示 C2000? 控制 MCU 優(yōu)化信號(hào)鏈的實(shí)時(shí)基準(zhǔn)應(yīng)用說明?
  • 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
  • 5 個(gè)獨(dú)立銀行的 1088KB 閃存（ECC 保護(hù)）
    • 四個(gè) 256KB 庫
    • 一個(gè) 64KB 組，非常適合 LFU/引導(dǎo)加載程序/數(shù)據(jù)
  • 8KB OTP（一次性可編程閃存）
  • 133KB RAM（ECC/奇偶校驗(yàn)保護(hù)）
• 安全
  • 安全啟動(dòng)
  • JTAG 鎖
  • 高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn) （AES） 加速器
  • 唯一識(shí)別 （UID） 號(hào)碼
• 時(shí)鐘和系統(tǒng)控制
  • 兩個(gè)內(nèi)部10MHz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
  • 4 個(gè) GPIO 上的 5V 故障安全和容差功能，支持 PMBUS/I2C
  • 4 個(gè) GPIO 上的可配置 1.35V VIH
• 系統(tǒng)外圍設(shè)備
  • 6 通道直接內(nèi)存訪問 （DMA） 控制器
  • 91 個(gè)可單獨(dú)編程的多路復(fù)用通用輸入/輸出 （GPIO） 引腳（22 個(gè)與模擬共享）
  • 模擬引腳上的 17 個(gè)數(shù)字輸入
  • 增強(qiáng)型外設(shè)中斷擴(kuò)展 （ePIE）
  • 支持多種低功耗模式 （LPM）
• 通信外設(shè)
  • 一個(gè)電源管理總線 （PMBus） 接口
    • 快速增強(qiáng)模式支持 - 1MHz SCL
    • 在選定引腳上支持 5V/3.3V/1.35V VIH
  • 兩個(gè)集成電路間 （I2C） 接口
  • 兩個(gè)控制器局域網(wǎng)，具有靈活的數(shù)據(jù)速率 （CAN FD/MCAN） 總線端口
    • 每個(gè) MCAN 模塊 4KB 消息 RAM，獨(dú)立于系統(tǒng)內(nèi)存
    • 如果不使用 MCAN，則能夠?qū)?RAM 重用用于 CPU 數(shù)據(jù)變量
  • 一個(gè)通用串行總線 （USB 2.0 MAC + PHY）
  • 兩個(gè)串行外設(shè)接口 （SPI） 端口
  • 三個(gè)UART兼容串行通信接口（SCI）
  • 一個(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)
  • 5個(gè)3.9MSPS、12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）
    • 多達(dá) 39 個(gè)外部通道（包括一個(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
    • CMPSS1 上的低 DAC 輸出到引腳能力
  • 一個(gè)12位緩沖DAC輸出
  • 三個(gè)可編程增益放大器 （PGA）
    • Unity 獲得支持
    • 反相和同相增益模式支持
    • 可編程輸出濾波
• 增強(qiáng)的控制外設(shè)
  • 24 個(gè) ePWM 通道，其中 12 個(gè)通道具有高分辨率能力（150ps 分辨率）
    • 集成死區(qū)支持
    • 集成硬件跳閘區(qū) （TZ）
  • 兩個(gè)增強(qiáng)型捕獲 （eCAP） 模塊
  • 三個(gè)增強(qiáng)型正交編碼器脈沖 （eQEP） 模塊，支持 CW/CCW 工作模式
  • 嵌入式碼型發(fā)生器 （EPG）
• 可配置邏輯塊 （CLB）
  • 2 塊
  • 增強(qiáng)現(xiàn)有外設(shè)功能
  • 支持職位管理器解決方案
• 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元 （NPU）
  • 針對(duì)深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) （CNN） 進(jìn)行了高度優(yōu)化
  • 可變權(quán)重和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
    • 8 位和 4 位權(quán)重
    • 8 位和 4 位數(shù)據(jù)
  • 600MOPS（每秒兆運(yùn)算數(shù)），75MHz，8bWx8bD
  • 1200MOPS（75MHz），4bWx8bD
  • 與軟件技術(shù)相比，NN 推理性能提升高達(dá) 10 倍
  • 無需直接編碼，TI AI 工具即可生成固件庫
  • 以實(shí)時(shí)控制為重點(diǎn)的邊緣 AI 模型
    • ARC 故障示例
    • 電機(jī)故障示例
• 實(shí)時(shí)固件更新 （LFU）
• 診斷功能
  • 內(nèi)存上電自檢 （MPOST）
• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn) ^(1)^
  • 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
  • 硬件完整性高達(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

參數(shù)

方框圖

?1. 核心特性?

• ?實(shí)時(shí)處理能力?：150MHz C28x 32位DSP內(nèi)核，性能等效于300MHz Arm Cortex-M7，支持浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU32)和三角函數(shù)加速單元(TMU)。
• ?控制加速器?：獨(dú)立CLA協(xié)處理器（150MHz），支持并行任務(wù)處理，配備專用內(nèi)存和直接外設(shè)訪問能力。
• ?安全功能?：支持安全啟動(dòng)、JTAG鎖、AES加密加速器，以及唯一設(shè)備標(biāo)識(shí)符(UID)。
• ?豐富外設(shè)?：集成5個(gè)12位ADC（3.9MSPS）、24通道ePWM（含12路高分辨率）、4個(gè)比較器子系統(tǒng)(CMPSS)、3個(gè)可編程增益放大器(PGA)及多種通信接口（CAN FD、USB 2.0、SPI等）。

?2. 存儲(chǔ)配置?

• ?Flash?：1088KB（5個(gè)獨(dú)立存儲(chǔ)區(qū)，支持并行編程與執(zhí)行）。
• ?RAM?：133KB（ECC/奇偶校驗(yàn)保護(hù)），含64KB全局共享RAM和專用消息RAM。

?3. 應(yīng)用領(lǐng)域?

• ?工業(yè)控制?：伺服驅(qū)動(dòng)、電機(jī)控制、電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
• ?汽車電子?：電動(dòng)汽車充電樁、逆變器、車身電子。
• ?可再生能源?：太陽能逆變器、儲(chǔ)能系統(tǒng)。

?4. 關(guān)鍵創(chuàng)新?

• ? 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理單元(NPU) ?：支持600-1200MOPS算力，專用于邊緣AI推理（如電弧故障檢測(cè)）。
• ? 實(shí)時(shí)固件更新(LFU) ?：硬件增強(qiáng)支持快速切換新舊固件，最小化停機(jī)時(shí)間。
• ? 可配置邏輯塊(CLB) ?：提供FPGA-like自定義邏輯功能，擴(kuò)展外設(shè)能力。

?5. 封裝選項(xiàng)?

• 提供128-pin至56-pin多種封裝，包括TQFP、LQFP和VQFN，工作溫度范圍-40°C至150°C（工業(yè)級(jí)）/125°C（車規(guī)級(jí)）。

?6. 開發(fā)支持?

• 配套評(píng)估板（TMDSCNCD28P55X）和開發(fā)套件（LAUNCHXL-F28P55X），支持C2000Ware軟件生態(tài)。

?文檔結(jié)構(gòu)?
包含引腳配置、電氣特性、功能框圖及詳細(xì)外設(shè)說明（如ADC時(shí)序、PWM分辨率），并強(qiáng)調(diào)熱設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)與ESD防護(hù)要求。