F280039CSPN 实时微控制器

1 特性

• TMS320C28x 32 位 DSP 内核（在 120MHz 下）

– IEEE 754 浮点单元 (FPU)

• 支持快速整数除法 (FINTDIV)

– 三角法数学单元 (TMU)

• 支持非线性比例积分微分 (NLPID) 控制

– CRC 引擎和指令 (VCRC)

– 十个硬件断点（包括 ERAD）

• 可编程控制律加速器 (CLA)

– 120MHz

– IEEE 754 单精度浮点指令

– 独立于主 CPU 执行代码

• 片上存储器

– 在三个独立存储体上提供 384KB (192KW) 的闪 存（ECC 保护）

– 69KB (34.5KW) RAM（ECC 保护）

– 安全性

• JTAGLOCK

• 零引脚引导

• 双区域安全

• 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

– 窗口化看门狗计时器模块

– 丢失时钟检测电路

– 双时钟比较器 (DCC)

• 3.3V I/O 设计

– 内部 VREG 生成允许进行单电源设计

– 欠压复位 (BOR) 电路

• 系统外设

– 6 通道直接存储器存取 (DMA) 控制器

– 55 个独立可编程多路复用通用输入/输出 (GPIO) 引脚

– 在模拟引脚上提供 23 路数字输入

– 在模拟引脚上提供 2 路数字输入/输出 (AGPIO)

– 增强型外设中断扩展 (ePIE)

– 支持多个低功耗模式 (LPM)

– 嵌入式实时分析和诊断 (ERAD)

– 唯一标识 (UID) 号

• 通信外设

– 一个电源管理总线 (PMBus) 接口

– 两个内部集成电路 (I2C) 端口

– 一个控制器局域网 (CAN/DCAN) 总线端口

– 一个具有灵活数据速率的控制器局域网 (CAN FD/MCAN) 总线端口

– 2 个串行外设接口 (SPI) 端口

– 两个 UART 兼容的串行通信接口 (SCI)

– 两个 UART 兼容的本地互连网络 (LIN) 接口

– 带一个发送器和一个接收器的快速串行接口 (FSI)（最高 200Mbps）

• 模拟系统

– 三个 4MSPS 12 位模数转换器 (ADC)

• 最多 23 个外部通道（包括两个 gpdac 输 出）

• 每个 ADC 具有四个集成后处理块 (PPB)

– 四个带 12 位参考 数模转换器 (DAC) 的窗口比较器 (CMPSS)

• 数字干扰滤波器

– 两个 12 位缓冲 DAC 输出

• 增强型控制外设

– 16 个 ePWM 通道，包含具有高分辨率功能 （150ps 分辨率）的 8 个通道

• 集成式死区支持

• 集成式硬件触发区 (TZ)

– 三个增强型捕捉 (eCAP) 模块

• 在三个 eCAP 模块中，有一个提供高分辨率 捕捉 (HRCAP)

– 两个支持 CW/CCW 运行模式的增强型正交编码 器脉冲 (eQEP) 模块

– 八个 Σ-Δ 滤波器模块 (SDFM) 输入通道（每个 通道两个并联滤波器）

• 标准 SDFM 数据滤波

• 用于高估或低估情况下快速操作的比较器滤波器

– 嵌入式图形发生器 (EPG)

• 可配置逻辑块 (CLB)

– 4 个逻辑块

– 增强现有外设功能

– 支持位置管理器解决方案

• 主机接口控制器 (HIC)

– 可从外部主机访问内部存储器

• 背景 CRC (BGCRC)

– 关于 32 位数据的一个周期 CRC 运算

• 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

– 缩短了闪存组擦除时间

• 诊断特性

– 内存开机自检 (MPOST)

– 硬件内置自检 (HWBIST)

• 功能安全合规型（仅限 PZ 和 Q100 PM 封装）

– 专为功能安全应用开发

– 可提供用于 ISO 26262 和 IEC 61508 系统设计的文档

– 系统功能符合 ASIL D 和 SIL 3 等级要求

– 硬件功能符合 ASIL B 和 SIL 2 等级要求

• 安全相关认证

– 通过 TÜV SÜD 高达 ASIL B 和 SIL 2 等级的 ISO 26262 认证（仅限 PZ 和 Q100 PM 封装）

• 封装选项：

– 100 引脚 Low-profile Quad Flatpack (LQFP) [后缀 PZ]

– 80 引脚 Low-profile Quad Flatpack (LQFP) [后缀 PN]

– 64 引脚 (LQFP) [后缀 PM]

– 48 引脚 (LQFP) [后缀 PT]

• 温度选项：

– 自然通风 (TA)：–40°C 至 125°C

– 结温 (TJ)：–40°C 至 150°C

2 应用

• 电器

– 空调室外机

• 楼宇自动化

– 电梯门自动启闭装置驱动控制

• 工业机械和机床

– 自动分拣设备

– 纺织机

• 交流逆变器和变频驱动器

– 交流驱动器控制模块

– 交流驱动器位置反馈

– 交流驱动器功率级模块

• 线性电机运输系统

– 线性电机功率级

• 单轴及多轴伺服驱动器

– 伺服驱动器位置反馈

– 伺服驱动器功率级模块

• 速度控制 BLDC 驱动器

– 交流输入 BLDC 电机驱动器

– 直流输入 BLDC 电机驱动器

• 工厂自动化

– 机器人伺服驱动器

– 移动机器人电机控制

– 位置传感器

• 工业电源

– 工业交流-直流

• UPS

– 三相 UPS

– 单相在线式 UPS

• 电信和服务器电源

– 商用直流/直流

– 商用网络和服务器 PSU

– 商用通信电源整流器

• 混合动力、电动和动力总成系统

– 直流/直流转换器

– 逆变器和电机控制

– 车载充电器 (OBC) 和无线充电器

– 虚拟引擎声浪系统 (VESS)

– 发动机风扇

– 电子涡轮/增压器

– 泵

– 电动助力转向 (EPS)

• 信息娱乐系统和仪表组

– 抬头显示

– 汽车音响主机

– 汽车外部放大器

• 车身电子装置与照明

– 汽车 HVAC 压缩机模块

– 直流/交流逆变器

– 前灯

• ADAS

– 机械扫描激光雷达

• HEV/EV 电池管理系统 (BMS)

– 100V 电池包被动均衡

– 12V 和 24V 电池包被动均衡

– 400V 电池包被动均衡

– 48V 电池包被动均衡

• 电动汽车充电基础设施

– 交流充电（桩）站

– 直流充电（桩）站

– 电动汽车充电站电源模块

– 无线电动汽车充电站

• 可再生能源存储

– 能量存储电源转换系统 (PCS)

• 太阳能

– 中央逆变器

– 微型逆变器

– 太阳能电源优化器

– 太阳能电弧保护

– 快速关断

– 串式逆变器

3 说明

TMS320F28003x (F28003x) 是 C2000™ 实时微控制器系列中的一款器件，该可扩展、超低延迟器件系列旨在提 高电力电子设备的效率，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。

这些应用包括：

• 电机驱动器

• 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

• 车身电子装置与照明

• 测试与测量

实时控制子系统基于 TI 的 32 位 C28x DSP 内核，可针对从片上闪存或 SRAM 运行的浮点或定点代码提供 120MHz 的信号处理性能。浮点单元 (FPU)、三角函数加速器 (TMU) 和 VCRC（循环冗余校验）扩展指令集进一 步增强了 C28x CPU 的性能，从而加快了实时控制系统关键常用算法的速度。

CLA 能够将大量的常见任务从主 C28x CPU 上卸下。CLA 是一款与 CPU 并行执行的独立 32 位浮点数学加速 器。此外，CLA 自带专用存储资源，它可以直接访问典型控制系统中所需的关键外设。与硬件断点和硬件任务切 换等主要特性一样，ANSI C 子集支持是标准配置。

F28003x 支持高达 384KB (192KW) 的闪存，这些闪存分为三个 128KB (64KW) 存储体，支持并行编程和执行。 高达 69KB (34.5KW) 的片上 SRAM 也可用于补充闪存。

F28003x 上的实时固件更新硬件增强允许从旧固件到新固件的快速上下文切换，以尽可能减少更新器件固件时的 应用停机时间.

高性能模拟模块集成在 F28003x 实时微控制器 (MCU) 上，并与处理单元和 PWM 单元紧密耦合，以提供更好的 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，可控制从三相逆变器到功率因数校正和高级 多级电源拓扑的各种功率级。

通过加入可配置逻辑块 (CLB)，用户可以添加自定义逻辑，还可将类似 FPGA 的功能集成到 C2000 实时 MCU 中。

各种业界通用通信端口（如 SPI、SCI、I2C、PMBus、LIN、CAN 和 CAN FD）不仅支持连接，还提供了多个引 脚复用选项，可实现出色的信号布局。快速串行接口 (FSI) 可跨隔离边界实现高达 200Mbps 的稳健通信。

C2000 平台新增了主机接口控制器 (HIC)，这是一种高吞吐量接口，允许外部主机直接访问 TMS320F28003x 的 资源。

是否想详细了解 C2000 实时 MCU 适用于实时控制系统的特性？查看使用 C2000™ 实时微控制器的基本开发指 南，并访问 C2000™ 实时控制 MCU 页面。

C2000™ 实时控制微控制器 (MCU) 入门指南 涵盖了 C2000 器件开发中从硬件到支持资源的所有方面。除了主要 的参考文档外，每个部分还提供了相关链接和资源，可帮助用户进一步了解相关信息。

3.1 功能方框图

功能方框图展示了 CPU 系统及关联的外设。