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。
*附件：tms320f28p650dk.pdf

其中包括以下應用：

• 工業(yè)電機驅動器
• 電機控制
  • 牽引變頻電機控制
  • HVAC 電機控制
  • 移動機器人電機控制
• 太陽能逆變器
  • 中央逆變器
  • 微型逆變器
  • 組串式逆變器
• 數(shù)字電源
• HEV/EV動力總成
• 電動汽車充電基礎設施
• 儲能系統(tǒng)
• 工業(yè)和協(xié)作機器人
• 工業(yè)機器和機床
• 工業(yè)移動機器人

實時控制子系統(tǒng)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(shù)學單元 （TMU） 和 VCRC（循環(huán)冗余校驗）擴展指令集進一步增強，加速了實時控制系統(tǒng)的關鍵通用算法。擴展指令集支持 IEEE 雙精度 64 位浮點數(shù)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%）。

在輔助 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(xiàn)大大簡化。對于安全關鍵型ADC轉換，增加了一個硬件冗余檢查器，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，從三相逆變器到先進的多電平電源拓撲。PWM已通過最小死區(qū)邏輯（MINDL）和非法組合邏輯（ICL）功能進行了增強。

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。

該設備提供 EtherCAT 子設備控制器和其他行業(yè)標準協(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 200Mbps 的穩(wěn)健通信。

作為一款高度連接的設備，F(xiàn)28P65x 還提供各種安全推動器，幫助設計人員實施其網(wǎng)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(yōu)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(shù)學單元 （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），帶 5 個閃存組
• 248KB RAM（增強型奇偶校驗保護）
• 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(xiàn)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(shù)模轉換器 （DAC） 基準電壓源
  • 具有斜率補償功能的 DAC – 支持峰值電流和谷值電流模式控制
  • 內部溫度傳感器和ADC基準電壓源的連接選項
• 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）
  • 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]）
  • 支持矩陣轉換器、多電平轉換器和諧振轉換器，無需額外的外部邏輯
• 七個增強型捕獲 （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，用于增強現(xiàn)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(xiàn)高達 200Mbps 的隔離數(shù)據(jù)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(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 （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(qū)安全
• 唯一識別 （UID） 號碼

安全外圍設備

• 通過倒數(shù)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(fā)
  • 可用于幫助 ISO 26262 和 IEC 61508 系統(tǒng)設計的文檔
  • 系統(tǒng)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
  • ISO 26262 通過 TüV SüD 的 ASIL B 認證
  • 通過 TüV SüD 的 IEC 61508 SIL 2 認證

時鐘和系統(tǒng)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(fā)電的內部 VREG
  • 欠壓復位 （BOR） 電路

參數(shù)

方框圖

1. 主要特性

• ?高性能處理能力?：
  • 包含最多三個CPU：兩個32位C28x DSP CPU和一個CLA CPU，均運行在200MHz
  • 提供相當于1000MHz Arm Cortex-M7設備的實時信號鏈處理性能
  • 支持IEEE 754雙精度(64位)浮點單元(FPU)和三角函數(shù)數(shù)學單元(TMU)
• ?豐富內存資源?：
  • 1.28MB CPU可映射閃存(ECC保護)，帶5個閃存庫
  • 248KB RAM(增強奇偶校驗保護)
  • 外部存儲器接口(EMIF)支持ASRAM、SDRAM或ASIC/FPGA
• ?先進模擬子系統(tǒng)?：
  • 三個模數(shù)轉換器(ADC)，支持16位(1.19MSPS)和12位(3.92MSPS)模式
  • 11個帶12位DAC參考的窗口比較器
  • 兩個12位緩沖DAC輸出

2. 控制與通信外設

• ?控制外設?：
  • 36個PWM通道，全部具有150ps高分辨率能力(HRPWM)
  • 7個增強捕獲(eCAP)模塊，其中2個支持高分辨率捕獲(HRCAP)
  • 6個增強正交編碼器脈沖(eQEP)模塊
  • 16個Sigma-Delta濾波器模塊(SDFM)輸入通道
• ?通信接口?：
  • EtherCAT從設備控制器(ESC)
  • USB 2.0(MAC + PHY)
  • 快速串行接口(FSI)，支持高達200Mbps的數(shù)據(jù)交換
  • 多個SPI、SCI、I2C、CAN/CAN FD、UART和LIN接口

3. 安全與可靠性

• ?安全特性?：
  • 高級加密標準(AES-128/192/256)加速器
  • JTAG鎖定、零引腳啟動和雙區(qū)安全
  • 唯一識別(UID)編號
• ?功能安全?：
  • 鎖步雙CPU比較器選項
  • 內存上電自檢(MPOST)和硬件內置自測(HWBIST)
  • 符合ISO 26262(最高ASIL D)和IEC 61508(最高SIL 3)標準

4. 應用領域

• 工業(yè)電機驅動和伺服控制
• 太陽能逆變器(中央逆變器、微逆變器、組串式逆變器)
• 電動汽車充電基礎設施
• 數(shù)字電源和能源存儲系統(tǒng)
• 工業(yè)機器人和機床

5. 封裝選項

• 256球nFBGA(ZEJ后綴)，13×13mm/0.8mm間距
• 176引腳HLQFP(PTP后綴)，26×26mm/0.5mm間距
• 169球nFBGA(NMR后綴)，9×9mm/0.65mm間距
• 100引腳HTQFP(PZP后綴)，16×16mm/0.5mm間距

6. 溫度范圍

• 環(huán)境溫度(TA)：-40°C至125°C(工業(yè)和汽車級認證)

該文檔詳細描述了TMS320F28P65x系列微控制器的架構、特性和應用，特別強調了其在實時控制、高精度模擬測量和功能安全方面的能力，適用于各種工業(yè)、汽車和能源應用場景。