TMS320F280034-Q1 汽车级 C2000™ 32 位 MCU 120MHz 128KB 闪

TMS320F28003x （F28003x） 是 C2000™ 实时微控制器系列的成员，该系列可扩展、超低延迟器件专为提高电力电子效率而设计，包括但不限于：高功率密度、高开关频率，并支持使用 GaN 和 SiC 技术。
*附件：tms320f280034-q1.pdf

这些应用包括：

• 电机驱动
• 电器
• 混合动力、电动和动力总成系统
• 太阳能和电动汽车充电
• 数字电源
• 车身电子和照明
• 测试和测量

实时控制子系统基于 TI 的 32 位 C28x DSP 内核，可为从片上闪存或 SRAM 运行的浮点或定点代码提供 120 MHz 的信号处理性能。浮点单元 （FPU）、三角数学单元 （TMU） 和 VCRC（循环冗余校验）扩展指令集进一步增强了 C28x CPU，加快了对实时控制系统至关重要的常见算法。

CLA 允许从主 C28x CPU 中大量卸载常见任务。CLA 是一个独立的 32 位浮点数学加速器，与 CPU 并行执行。此外，CLA 具有自己的专用内存资源，可以直接访问典型控制系统中所需的关键外设。支持 ANSI C 的子集是标准配置，硬件断点和硬件任务切换等关键功能也是如此。

F28003x 支持高达 384KB （192KW） 的闪存，分为三个 128KB （64KW） 存储区，支持并行编程和执行。还提供高达 69KB （34.5KW） 的片上 SRAM 以补充闪存。

F28003x 上的实时固件更新硬件增强功能允许从旧固件快速切换到新固件，从而在更新设备固件时最大限度地减少应用程序停机时间。

高性能模拟模块集成在 F28003x 实时微控制器 （MCU） 上，并与处理和 PWM 单元紧密耦合，以提供最佳的实时信号链性能。16 个 PWM 通道，均支持与频率无关的分辨率模式，支持控制各种功率级，从三相逆变器到功率因数校正和高级多级功率拓扑。

包含可配置逻辑块 （CLB） 允许用户添加自定义逻辑，并可能将类似 FPGA 的功能集成到 C2000 实时 MCU 中。

通过各种行业标准通信端口（如 SPI、SCI、I2C、PMBus、LIN、CAN 和 CAN FD）支持接口，并提供多个引脚多路复用选项以实现最佳信号放置。快速串行接口 （FSI） 可在隔离边界上实现高达 200Mbps 的稳健通信。

C2000 平台的新功能是主机接口控制器 （HIC），这是一个高吞吐量接口，允许外部主机直接访问 TMS320F28003x 的资源。

特性

• TMS320C28x 32 位 DSP 内核，120MHz
  • IEEE 754 浮点单元 （FPU）
    • 支持快速整数除法 （FINTDIV）
  • 三角数学单元 （TMU）
    • 支持非线性比例积分微分 （NLPID） 控制
  • CRC 引擎和指令 （VCRC）
  • 10 个硬件断点（使用 ERAD）
• 可编程控制律加速器 （CLA）
  • 120兆赫
  • IEEE 754 单精度浮点指令
  • 独立于主 CPU 执行代码
• 片上存储器
  • 384KB （192KW） 闪存（受 ECC 保护），跨三个独立存储区
  • 69KB （34.5KW） 的 RAM（受 ECC 保护）
  • 安全
    • JTAGLOCK 锁
    • 零引脚启动
    • 双区安全
• 时钟和系统控制
  • 两个内部 10MHz 振荡器
  • 晶体振荡器或外部时钟输入
  • 窗口式看门狗定时器模块
  • 缺少时钟检测电路
  • 双时钟比较器 （DCC）
• 3.3V I/O 设计
  • 内部 VREG 生成允许单电源设计
  • 掉电复位 （BOR） 电路
• 系统外围设备
  • 6 通道直接内存访问 （DMA） 控制器
  • 55 个可单独编程的多路复用通用输入/输出 （GPIO） 引脚
  • 模拟引脚上有 23 个数字输入
  • 模拟引脚 （AGPIO） 上的 2 个数字输入/输出
  • 增强型外设中断扩展 （ePIE）
  • 多种低功耗模式 （LPM） 支持
  • 嵌入式实时分析和诊断 （ERAD）
  • 唯一标识 （UID） 号
• 通信外围设备
  • 一个电源管理总线 （PMBus） 接口
  • 两个内部集成电路 （I2C） 接口
  • 一个控制器局域网 （CAN/DCAN） 总线端口
  • 一个具有灵活数据速率 （CAN FD/MCAN） 总线端口的控制器局域网
  • 两个串行外设接口 （SPI） 端口
  • 两个 UART 兼容串行通信接口 （SCI）
  • 两个兼容 UART 的本地互连网络 （LIN） 接口
  • 快速串行接口 （FSI），带 1 个发射器和 1 个接收器（高达 200Mbps）
• 模拟系统
  • 三个 4MSPS、12 位模数转换器 （ADC）
    • 多达 23 个外部通道（包括 2 个 gpdac 输出）
    • 每个 ADC 四个集成后处理模块 （PPB）
  • 四个窗口式比较器 （CMPSS），带 12 位参考数模转换器 （DAC）
    • 数字毛刺滤波器
  • 两个 12 位缓冲 DAC 输出
• 增强的控制外设
  • 16 个 ePWM 通道，其中 8 个通道具有高分辨率功能（150 ps 分辨率）
    • 集成死区支持
    • 集成硬件跳闸区 （TZ）
  • 三个增强型捕获 （eCAP） 模块
    • 高分辨率捕获 （HRCAP） 可在三个 eCAP 模块之一上使用
  • 两个增强型正交编码器脉冲 （eQEP） 模块，支持 CW/CCW作模式
  • 8 个 Σ-Δ 滤波器模块 （SDFM） 输入通道（每个通道 2 个并行滤波器）
    • 标准 SDFM 数据过滤
    • Comparator filter 用于对高估或低估情况采取快速作
  • 嵌入式图形发生器 （EPG）
• 可配置逻辑块 （CLB）
  • 4 张
  • 增强现有的外设功能
  • 支持位置管理器解决方案
• 主机接口控制器 （HIC）
  • 从外部主机访问内部存储器
• 背景 CRC （BGCRC）
  • 对 32 位数据进行单周期 CRC 计算
• 高级加密标准 （AES） 加速器
• 实时固件更新 （LFU）
  • 从旧固件到新固件的快速上下文切换
  • 闪存库擦除时间改进
• 诊断特征
  • 内存开机自检 （MPOST）
  • 硬件内置自检 （HWBIST）
• 符合功能安全标准（仅限 PZ 和 Q100 PM 封装）
  • 专为功能安全应用而开发
  • 提供有助于 ISO 26262 和 IEC 61508 系统设计的文档
  • 系统能力高达 ASIL D 和 SIL 3
  • 硬件功能高达 ASIL B 和 SIL 2
• 安全相关认证
  • TÜV SÜD 的 ISO 26262 认证，最高可达 ASIL B 和 SIL 2（仅限 PZ 和 Q100 PM 套件）
• 套餐选项：
  • 100 引脚扁平四方扁平封装 （LQFP） [后缀 PZ]
  • 80 引脚扁平四方扁平封装 （LQFP） [PN 后缀]
  • 64 引脚 （LQFP） [后缀 PM]
  • 48 引脚 （LQFP） [PT 后缀]
• 温度选项：
  • 自然空气 （TA）：–40°C 至 125°C
  • 结点 （TJ）：–40°C 至 150°C

参数

方框图

1. 概述

TMS320F280034-Q1 是一款基于 C2000™ 实时控制微控制器（MCU）系列的产品，专为高效电源电子应用设计。它集成了高性能的模拟和数字外设，以及增强的控制律加速器（CLA），以支持复杂的实时控制算法。

2. 核心特性

2.1 处理器与加速器

• ‌C28x CPU‌：32位定点处理器，提供120MHz的信号处理能力。
• ‌ 浮点运算单元（FPU） ‌：增强浮点运算能力。
• ‌ 控制律加速器（CLA） ‌：独立的32位浮点数学加速器，与CPU并行执行，支持高达8个任务或中断服务例程。
• ‌ Trigonometric Math Unit（TMU） ‌：支持快速执行常见的三角函数和算术运算。

2.2 内存与存储

• ‌闪存‌：384KB（192KW）ECC保护的闪存，分为三个独立的闪存银行。
• ‌RAM‌：69KB（34.5KW）ECC保护的RAM。
• ‌安全特性‌：包括JTAG锁、零引脚启动、双区安全等。

2.3 模拟与数字外设

• ‌ADC‌：三个12位ADC，提供精确和高效的模拟信号管理。
• ‌ePWM/HRPWM‌：增强型脉宽调制器，支持高精度电机控制。
• ‌eCAP/eQEP‌：增强型捕获模块和增强型正交编码器脉冲模块，用于精确的位置和速度测量。
• ‌CMPSS‌：比较器子系统，支持多达8个窗口比较器。

2.4 通信接口

• ‌SCI/SPI/I2C‌：支持多种串行通信协议。
• ‌CAN/LIN‌：控制器局域网和本地互连网络接口，支持工业通信标准。
• ‌FSI‌：高速串行接口，支持高吞吐量数据传输。

3. 应用领域

• ‌工业电机驱动‌
• ‌太阳能逆变器‌
• ‌数字电源‌
• ‌电动汽车和交通运输‌
• ‌电机控制‌
• ‌传感和信号处理‌

4. 开发工具与支持

• ‌ 集成开发环境（IDE） ‌：支持Code Composer Studio™。
• ‌SysConfig工具‌：自动选择满足输入要求的pinmux设置。
• ‌文档与培训资源‌：提供详细的技术参考手册、用户指南和在线培训资源。

5. 封装与可订购信息

• ‌封装类型‌：LQFP，包括PZ（100引脚）、PN（80引脚）、PM（64引脚）和PT（48引脚）等多种封装选项。
• ‌可订购信息‌：提供详细的封装尺寸、机械特性和可订购部件号。

6. 安全性与功能性

• ‌安全特性‌：包括JTAG锁、零引脚启动和双区安全，保护代码免受未授权访问。
• ‌功能性安全‌：符合ISO 26262/IEC 61508标准，支持功能安全应用。