TMS320F28P65x （F28P65x） 是 C2000? 實時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，包括但不限于：高功率密度、高開關(guān)頻率，并支持 IGBT、GaN 和 SiC 技術(shù)的使用。
實時控制子系統(tǒng)基于 TI 的 32 位 C28x DSP 內(nèi)核，該內(nèi)核在每個內(nèi)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(dāng)于基于 Cortex-M7? 的器件上的 400MHz 處理能力（C28x DSP 內(nèi)核的性能是 Cortex-M7? 內(nèi)核的兩倍）。C28x CPU 通過三角數(shù)學(xué)單元 （TMU） 和 VCRC（循環(huán)冗余校驗）擴(kuò)展指令集進(jìn)一步增強(qiáng)，加快了實時控制系統(tǒng)的關(guān)鍵通用算法。擴(kuò)展指令集支持 IEEE 雙精度 64 位浮點數(shù)學(xué)運算。最后，控制律加速器 （CLA） 使每個內(nèi)核具有額外的 200MIPS 獨立處理能力。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%）。
*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(tài)故障。為了允許從現(xiàn)有固件快速切換到新固件，F(xiàn)28P65x 中添加了實時固件更新 （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，以提供最佳的實時信號鏈性能。模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 已增強(qiáng)多達(dá) 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(jìn)，過采樣的實現(xiàn)大大簡化。對于安全關(guān)鍵型 ADC 轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換結(jié)果，以確保一致性，而無需額外的 CPU 周期。36 個與頻率無關(guān)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?fù)?。PWM 已通過最小死區(qū)邏輯 （MINDL） 和非法組合邏輯 （ICL） 功能得到增強(qiáng)。

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(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） 可跨隔離邊界實現(xiàn)高達(dá) 200Mbps 的穩(wěn)健通信。

作為一款高度連接的設(shè)備，F(xiàn)28P65x 還提供各種安全推動器，幫助設(shè)計人員實施其網(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(dāng)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(yōu)化信號鏈的實時基準(zhǔn)應(yīng)用說明)
• C28x DSP 架構(gòu)
  • IEEE 754 雙精度（64 位）浮點單元 （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
  • 獨立于 C28x CPU 執(zhí)行代碼

記憶

• 1.28MB 可映射 CPU 閃存（ECC 保護(hù)），帶 5 個閃存組
• 248KB RAM（增強(qiáng)型奇偶校驗保護(hù)）
• 具有 ASRAM、SDRAM 支持或 ASIC/FPGA 的外部存儲器接口 （EMIF）

模擬子系統(tǒng)

• 三個模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC）
  • 16位模式，每個1.19MSPS
  • 12位模式，每個3.92MSPS
  • 多達(dá) 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(xiàn)同時測量
  • 轉(zhuǎn)換的硬件后處理
  • 硬件過采樣（高達(dá) 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(yīng)用的轉(zhuǎn)換結(jié)果
• 11 個窗口比較器，具有 12 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器 （DAC） 基準(zhǔn)電壓源
  • 具有斜率補(bǔ)償功能的 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)電壓源的連接選項
• 兩個12位緩沖DAC輸出

控制外設(shè)

• 36 個脈寬調(diào)制器 （PWM） 通道，均具有 150ps 高分辨率能力 （HRPWM）
  • 支持最小死區(qū)邏輯 （MINDB）、非法組合邏輯 （ICL） 和其他特殊功能（即二極管仿真 [DE]）
  • 支持矩陣轉(zhuǎn)換器、多電平轉(zhuǎn)換器和諧振轉(zhuǎn)換器，無需額外的外部邏輯
• 七個增強(qiáng)型捕獲 （eCAP） 模塊
  • 高分辨率捕獲 （HRCAP） 可在七個 eCAP 模塊中的兩個上使用
  • 兩個新的邊沿、脈沖寬度和周期監(jiān)控單元，可與 ePWM 選通和跳閘事件耦合
  • 增加了 256 個輸入，提供更多捕獲選項
  • 新的ADC SOC生成能力
  • eCAP 也可用于額外的 PWM
  • 六個增強(qiáng)型正交編碼器脈沖 （eQEP） 模塊
  • 16 個 Σ-Δ 濾波器模塊 （SDFM） 輸入通道，每個通道 2 個獨立濾波器
  • 嵌入式碼型發(fā)生器 （EPG）
• 可配置邏輯塊
  • 六個邏輯塊，用于增強(qiáng)現(xiàn)有外設(shè)功能或定義自定義邏輯，以減少或刪除外部 CPLD/FPGA
  • 支持編碼器接口，無需FPGA
  • 支持用于功率轉(zhuǎn)換的定制PWM生成

通信外設(shè)

• EtherCAT SubordinateDevice（或子設(shè)備）控制器 （ESC）
• USB 2.0 （MAC + PHY）
• 快速串行接口 （FSI） 可實現(xiàn)高達(dá) 200Mbps 的隔離數(shù)據(jù)交換
• 四個高速（高達(dá) 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(fā)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(wǎng)絡(luò) （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(wǎng) （CAN/DCAN）
• 兩個具有靈活數(shù)據(jù)速率的 CAN FD/MCAN 控制器局域網(wǎng)

系統(tǒng)外圍設(shè)備

• 兩個 6 通道直接內(nèi)存訪問 （DMA） 控制器
• 185 個可單獨編程的多路復(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
• 嵌入式實時分析和診斷 （ERAD）
• 背景 CRC （BGCRC）

安全外圍設(shè)備

• 高級加密標(biāo)準(zhǔn)（AES-128、192、256）加速器
• 安全
  • JTAGLOCK的
  • 零針引導(dǎo)
  • 雙區(qū)安全
• 唯一識別 （UID） 號碼

安全外圍設(shè)備

• 通過倒數(shù)比較更容易實施
• C28x CPU 2 上的鎖步
• 內(nèi)存上電自檢 （MPOST）
• 非鎖步設(shè)備上的硬件內(nèi)置自檢 （HWBIST）
• 符合功能安全標(biāo)準(zhǔn)
  • 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
  • ISO 26262 通過 TüV SüD 的 ASIL B 認(rèn)證
  • 通過 TüV SüD 的 IEC 61508 SIL 2 認(rèn)證

時鐘和系統(tǒng)控制

• 兩個內(nèi)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(nèi)核，3.3V I/O 設(shè)計
  • 用于 1.2V 發(fā)電的內(nèi)部 VREG
  • 欠壓復(fù)位 （BOR） 電路

選擇方案：

• 無鉛、綠色包裝
• 256 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?熱增強(qiáng)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(xì)間距球柵陣列 （nFBGA） [NMR 后綴]，9mm × 9mm/0.65mm 間距
• 100 引腳 PowerPAD? 熱增強(qiáng)型薄型四通道平板封裝 （HTQFP） [PZP 后綴]，16mm × 16mm/0.5mm 間距

溫度

• 環(huán)境溫度 （TA）：–40°C 至 125°C（工業(yè)和汽車認(rèn)證）

參數(shù)

方框圖

1. 產(chǎn)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(yīng)用設(shè)計，支持IGBT、GaN和SiC技術(shù)。該系列器件具有超低延遲和可擴(kuò)展性，適用于工業(yè)電機(jī)驅(qū)動、太陽能逆變器、數(shù)字電源、HEV/EV動力總成等應(yīng)用。

2. 關(guān)鍵特性

2.1 處理子系統(tǒng)

• ?多核架構(gòu)?：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(dāng)于1000MHz Arm Cortex-M7設(shè)備
• ?加速器?：包含IEEE 754雙精度FPU、三角函數(shù)加速單元(TMU)和快速整數(shù)除法(FINTDIV)
• ?內(nèi)存?：1.28MB閃存(ECC保護(hù))和248KB RAM(增強(qiáng)奇偶校驗保護(hù))

2.2 模擬子系統(tǒng)

• ?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(shè)

• ?PWM?：36個通道，全部支持150ps高分辨率(HRPWM)
• ?捕獲模塊?：7個增強(qiáng)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(qiáng)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(shè)

• ?EtherCAT?：從設(shè)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(qū)安全
• ?功能安全?：符合ISO 26262(ASIL D)和IEC 61508(SIL 3)標(biāo)準(zhǔn)
• ?安全認(rèn)證?：通過TüV SüD認(rèn)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(yīng)用領(lǐng)域

• 工業(yè)電機(jī)驅(qū)動和伺服控制
• 太陽能逆變器(中央逆變器、微逆變器、組串式逆變器)
• 電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施
• 能源存儲系統(tǒng)
• 工業(yè)機(jī)器人和機(jī)床
• HVAC大型商用電機(jī)控制