TMS320xF24xx至C2000 Piccolo TMS320F280xx的遷移概述

德州儀器 (TI) TMS320xF24xx 系列 DSP 于 1997 年推出，是 C2000? 產(chǎn) 品系列中系列器件的開(kāi)山之作。它們被廣泛譽(yù)為首款具有片上閃存和集成 CAN 控制器的 DSP。 TMS320xF24xx 的特性包括用于多軸電機(jī)控制的 16 個(gè) PWM 輸出、高達(dá) 500ns 的 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、CAP/QEP 電機(jī)外設(shè)、扇區(qū)閃存以及用于通信的 CAN 接口和串行接口。設(shè)計(jì)人員充分利用了 16 位架構(gòu)和性能的優(yōu)勢(shì)，并采用了用于電機(jī)控制系統(tǒng)的集成外設(shè)，可提高控制能力、減少昂貴組件的使用、降低噪音并增添先進(jìn)的功能。
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如今，C2000 產(chǎn)品系列不斷演變，可提供更佳的器件系列。憑借多種自 40MHz 至 300MHz 的 CPU 性能配置以及各種外設(shè)和封裝選項(xiàng)，C2000 是業(yè)內(nèi)最廣泛的產(chǎn)品系列，該系列為開(kāi)發(fā)人員提供的選項(xiàng)可滿(mǎn)足各種性能、功能和價(jià)格需求。通過(guò)增強(qiáng)的模擬集成、先進(jìn)的外設(shè)功能、增添的通信和 MCU 編程便捷性，C2000 提供了具有 MCU 集成和易用性的最佳 DSP 性能。由于設(shè)計(jì)人員希望為產(chǎn)品增添新特性，我們將幫助設(shè)計(jì)人員過(guò)渡到 C2000 微控制器的最新 Piccolo TMS320F280xx 產(chǎn)品系列。憑借增強(qiáng)的性能、架構(gòu)控制的改進(jìn)、增加的閃存容量、更先進(jìn)的控制外設(shè)以及最為重要的低成本，Piccolo MCU 為控制系統(tǒng)帶來(lái)了多種優(yōu)勢(shì)。
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Piccolo 概述
Piccolo 微控制器系列成本低廉且高度集成，可對(duì)低成本電力電子裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。通過(guò)四個(gè)器件系列和系列內(nèi) 50 多種配置，Piccolo 微控制器提供了從 40MIPS 至超出 180MIPS 的性能、16KB 至 256KB 的閃存大小以及從 38 引腳至多達(dá) 100 引腳的封裝尺寸。 Piccolo 微控制器以低價(jià)提供一系列經(jīng)過(guò)控制調(diào)優(yōu)的器件，可滿(mǎn)足設(shè)計(jì)人員的控制需求。
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與 TMS320xF24xx 系列相比，Piccolo 器件提供了多種創(chuàng)新。其內(nèi)核得到了改進(jìn)，而且脈寬調(diào)制模塊 (PWM) 和模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 模塊等外設(shè)均得到了徹底變革，從而改進(jìn)了控制應(yīng)用。此外，通過(guò)集成之前分散組裝在印刷電路板 (PCB) 上的多個(gè)模擬組件，模擬集成為控制系統(tǒng)提供了更高的成本效益和更低的復(fù)雜性?？偟恼f(shuō)來(lái)，設(shè)計(jì)人員在遷移至 Piccolo 微控制器后應(yīng)該能夠獲得更強(qiáng)的功能、更低的成本和更高的性能。
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不過(guò)，雖然這些進(jìn)步針對(duì)電力電子裝置極大地改善了 Piccolo MCU，但 TI 了解在將系統(tǒng)遷移至新控制器時(shí)設(shè)計(jì)人員面臨的一些擔(dān)憂(yōu)。由于具有新的內(nèi)核和新控制外設(shè)，移植軟件以及針對(duì)新微控制器調(diào)整系統(tǒng)最初可能讓人望而生畏。因此，本文將深入探討 TMS320xF24xx 和 Piccolo TMS320F28xx 系列器件之間的差異。本文將突出 Piccolo MCU 的新特性、詳細(xì)闡述 TMS320xF24xx 設(shè)計(jì)人員面臨的差異，并概述 TMS320xF24xx 器件過(guò)渡到 Piccolo 微控制器的遷移路徑。
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全新 C28x DSP 內(nèi)核

圖1： C24x DSP 內(nèi)核與 C28x DSP 內(nèi)核
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雖然 TMS320xF24xx 器件基于 C24x DSP 內(nèi)核，但更新的 C2000 器件（包括 Piccolo 微控制器）都基于更新的 C28x DSP 內(nèi)核。您首先會(huì)注意到的差異就是 C28x 內(nèi)核為 32 位，而之前的 C24x 內(nèi)核為 16 位。其中明顯的益處在于設(shè)計(jì)人員能夠處理更大的存儲(chǔ)器空間，這意味著更新的 C2000 器件可用于控制應(yīng)用的存儲(chǔ)器空間大大增加了。
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其次，計(jì)算方面益處多多。通過(guò) 32 位計(jì)算，C28x 內(nèi)核現(xiàn)在可以進(jìn)行單循環(huán) 32 位運(yùn)算，包括單循環(huán) 32 x 32 乘法累加運(yùn)算甚至是單循環(huán)雙 16 x 16 乘法累加運(yùn)算。因此，控制算法現(xiàn)在可以從每個(gè)兆赫中獲得更高的性能和精度以及更準(zhǔn)確的數(shù)字結(jié)果。此外，憑借增加的流水線(xiàn)和增強(qiáng)的內(nèi)核架構(gòu)，基于 C28x 的器件可在更高兆赫的頻率下工作，可以擁有更低的中斷服務(wù)例程延遲和更高的整體代碼效率。 C28x 內(nèi)核是 C24x 內(nèi)核在各個(gè)工作方面的完美改進(jìn)。