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功能強大的TMS320F2812,作為32位定點DSP有哪些質(zhì)的飛躍?

2022-08-30
來源:潛力變實力
關(guān)鍵詞: DSP控制器 ad CAN

  [導(dǎo)讀]速度比TMS320LF2407A有了質(zhì)的飛躍,從最高40M躍升到TMS320F2812的150M,處理數(shù)據(jù)位數(shù)也從16位定點躍升到32位定點。

  速度比TMS320LF2407A有了質(zhì)的飛躍,從最高40M躍升到TMS320F2812的150M,處理數(shù)據(jù)位數(shù)也從16位定點躍升到32位定點。最大的亮點是其擁有EVA、EVB事件管理器和配套的12位16通道的AD數(shù)據(jù)采集,使其對電機控制得心應(yīng)手。再加上豐富的外設(shè)接口,如CAN、SCI等,在工控領(lǐng)域占有不少份額。

  TMS320F2812是基于代碼兼容的C28x內(nèi)核的新型高性能32位定點數(shù)字信號處理器,其代碼與F24x/LF240x系列DSP代碼及部分功能相兼容,C28x內(nèi)核的指令執(zhí)行周期達到了6.67ns,最高運行頻率可以達到150MHz,保證了控制系統(tǒng)有足夠的運算能力。此外,F(xiàn)2812集成有許多外設(shè),提供了整套的片上系統(tǒng),從降低了系統(tǒng)成本,實現(xiàn)更簡單、高效的控制。其片上外設(shè)主要包括2×8路12位ADC(最快80ns轉(zhuǎn)換時間),2路SCI,1路SPI,1路McBSP,1路eCAN接口等,并帶有兩個事件管理模塊(EVA、EVB),分別包括6路PWM/CMP,2路QEP,3路CAP,2路16位定時器(或TxPWM/TxCMP)。另外,該器件還有3個獨立的32位CPU定時器,以及多達56個獨立編程的GPIO引腳。由此可見,F(xiàn)2812在具備數(shù)字信號處理器卓越的數(shù)據(jù)處理能力的同時,又具有適于控制的片內(nèi)外設(shè)及接口,可廣泛應(yīng)用于各種高性能的系統(tǒng)控制中。F2812不同于F24xx系列DSP,它采用統(tǒng)一編址方式。

  芯片內(nèi)部有18K的SARAM,包括MO、M1、L0、L1、H0共5個存儲塊。各存儲塊保持獨立,可以在同一機器周期對不同的RAM塊進行訪問,從而減少流水線時延。而且F2812內(nèi)部有128K字的FLASH,地址空間3D8000h~3F7FFFh,適用于低功耗、高性能的控制系統(tǒng)。此外F2812提供了外部存儲器擴展接口(XINTF),方便進行系統(tǒng)擴展,其尋址空間可以達到1MB。F2812有多種上電引導(dǎo)方式可供選擇,可以通過設(shè)置GPIOF4、GPIOF12、GPIOF3、GPIOF2的不同狀態(tài)進行DSP上電時的程序引導(dǎo)控制。

  DSP2812是TI公司新推出的功能強大的TMS320F2812的32位定點DSP,是TMS320LF2407A的升級版本,最大的特點是速度比TMS320LF2407A有了質(zhì)的飛躍,從最高40M躍升到TMS320F2812的150M,處理數(shù)據(jù)位數(shù)也從16位定點躍升到32位定點。最大的亮點是其擁有EVA、EVB事件管理器和配套的12位16通道的AD數(shù)據(jù)采集,使其對電機控制得心應(yīng)手。再加上豐富的外設(shè)接口,如CAN、SCI等,在工控領(lǐng)域占有不少份額。TMS320F28335數(shù)字信號處理器是TI公司最新推出的32位浮點DSP控制器。與TMS320F2812定點DSP相比,TMS320F28335增加了單精度浮點運算單元(FPU)和高精度PWM,且Flash增加了一倍(256K×16Bit),同時增加了DMA功能,可將ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果直接存入DSP的任一存儲空間。此外,它還增加了CAN通訊模塊、SCI接口和SPI接口。TMS320F28355的主頻最高為150MHz,同時具有外部存儲擴展接口、看門狗、三個定時器、18個PWM輸出和16通道的12位AD轉(zhuǎn)換器。

  F28335擁有類似2812的XINTF(External Interface外部接口),但其功能更為強大,是16/32位數(shù)據(jù)位寬可配置,DMA可控制的。在系統(tǒng)設(shè)計時,可以通過該接口很方便地擴展片外存儲器和其他外設(shè),獨立設(shè)置它們的控制時這對于現(xiàn)在電力電子變流裝置的控制十分重要。因為片上外設(shè)往往并不能滿足系統(tǒng)全部的控制要求,這就需要系統(tǒng)具有良好的可擴展性。F28335的可擴展性相比F2808上了一個臺階。

  28335和2812同屬C2000系列,最大不同是28335硬件支持浮點運算,處理浮點數(shù)性能優(yōu)越。同時PWM、eCAP、eQEP尤其是PWM每一路都可以單獨控制。最主要的是定浮點,283XX或者2803X都是浮點芯片,28XX都是定點的,其他的功能模塊總線什么的C2000大同小異,連寄存器配置都差不多。

  DSP2812是TI公司推出的DSP芯片TMS320F2812的簡稱。這款CPU芯片具有很高的性價比,廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制,尤其是處理速度、處理精度方面要求較高的領(lǐng)域,在電子控制領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。該芯片主要特點:

  處理速度快,最高可達到150MHz;

  片內(nèi)自帶SRAM、Flash;

  外部存儲器接口,外部最多可擴展1M*16b存儲空間;

  眾多的外部設(shè)備,如SCI、SPI、CAN、EV、ADC等;

  大量的可控制的GPIO口,方便控制外部設(shè)備。

  外部接口(XINTF)是DSP2812與外部設(shè)備進行通信的重要接口,這些外部接口分別對應(yīng)CPU某個存儲空間,CPU通過對存儲空間進行讀寫操作間接控制外部接口。外部接口通常用于擴展SRAM、Flash、ADC等。

  在DSP2812中,外部接口被映射到5個固定的存儲空間區(qū)域——Zone(0、1、2、6、7),每個區(qū)域都有一個片選信號,每個存儲區(qū)域都可以獨立地設(shè)置訪問時序。

  外部接口的信號線主要有片選信號線(XZCS0AND1、XZCS2、XZCS6AND7)、16根數(shù)據(jù)總線(XD(15:0))、19根地址總線(XA(18:0))、讀寫使能信號線以及其他信號線。

  在DSp2812中,共有5個區(qū)域,對應(yīng)5個片選信號,但有兩對區(qū)域分別共用一個片選信號:區(qū)域0和區(qū)域1共用XZCS0AND1,區(qū)域6和區(qū)域7共用XZCS6AND7。對于這些共用的區(qū)域,可根據(jù)實際需求,設(shè)計成一個存儲空間或采用外部邏輯來產(chǎn)生兩個尋址空間。

  5個區(qū)域共用19根地址總線和16根數(shù)據(jù)總線,根據(jù)數(shù)據(jù)總線和地址總線的數(shù)量,一個外部區(qū)域?qū)?yīng)的外部尋址空間最大為512K*16b。

  根據(jù)以上信息,對每個區(qū)域的訪問要采用合理的邏輯,以防止訪問沖突。

  區(qū)域0和區(qū)域1

  區(qū)域0和區(qū)域1共用XZCS0AND1,但兩個區(qū)域的地址總線不同,區(qū)域0使用的地址總線為0x2000~0x3FFF,區(qū)域1使用的地址總線為0x4000~0x5FFF,因此可以采用下面的邏輯來區(qū)分兩個區(qū)域:

  TMS320F2812是基于代碼兼容的C28x內(nèi)核的新型高性能32位定點數(shù)字信號處理器,其代碼與F24x/LF240x系列DSP代碼及部分功能相兼容,C28x內(nèi)核的指令執(zhí)行周期達到了6.67ns,最高運行頻率可以達到150MHz,保證了控制系統(tǒng)有足夠的運算能力。此外,F(xiàn)2812集成有許多外設(shè),提供了整套的片上系統(tǒng),從降低了系統(tǒng)成本,實現(xiàn)更簡單、高效的控制。其片上外設(shè)主要包括2×8路12位ADC(最快80ns轉(zhuǎn)換時間),2路SCI,1路SPI,1路McBSP,1路eCAN接口等,并帶有兩個事件管理模塊(EVA、EVB),分別包括6路PWM/CMP,2路QEP,3路CAP,2路16位定時器(或TxPWM/TxCMP)。另外,該器件還有3個獨立的32位CPU定時器,以及多達56個獨立編程的GPIO引腳。由此可見,F(xiàn)2812在具備數(shù)字信號處理器卓越的數(shù)據(jù)處理能力的同時,又具有適于控制的片內(nèi)外設(shè)及接口,可廣泛應(yīng)用于各種高性能的系統(tǒng)控制中。F2812不同于F24xx系列DSP,它采用統(tǒng)一編址方式。芯片內(nèi)部有18K的SARAM,包括MO、M1、L0、L1、H0共5個存儲塊。各存儲塊保持獨立,可以在同一機器周期對不同的RAM塊進行訪問,從而減少流水線時延。而且F2812內(nèi)部有128K字的FLASH,地址空間3D8000h~3F7FFFh,適用于低功耗、高性能的控制系統(tǒng)。此外F2812提供了外部存儲器擴展接口(XINTF),方便進行系統(tǒng)擴展,其尋址空間可以達到1MB。F2812有多種上電引導(dǎo)方式可供選擇,可以通過設(shè)置GPIOF4、GPIOF12、GPIOF3、GPIOF2的不同狀態(tài)進行DSP上電時的程序引導(dǎo)控制。



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