TMS320F2800153-Q1 具有 HRPWM、CAN-FD、锁步 ASIL B 的汽车类 C2000™ 32位MCU 120MHz 64KB 闪存数据手册

TMS320F280015x （F280015x） 是成本优化的 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的效率而设计。
*附件：tms320f2800153-q1.pdf

这些应用包括：

• HVAC 压缩机模块
• 头灯
• DC/DC 转换器
• 逆变器和电机控制
• 车载 （OBC） & 无线充电器
• 泵
• 工业电机驱动器
• 电机控制
• 数字电源
• 传感和信号处理

TMS320F280015x 具有双 32 位 C28x 锁步 CPU，使该器件能够在没有太多 SW 开销的情况下达到 ASIL B 功能安全器件评级。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 120MHz 的信号处理性能。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。

F280015x 支持高达 256KB （128KW） 的闪存。还提供高达 36KB （18KW） 的片上 SRAM 作为闪存的补充。

高性能模拟模块集成在 F280015x 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。14 个 PWM 通道支持控制各种功率级，从三相逆变器到功率因数校正和其他高级多级功率拓扑。

通过各种行业标准通信端口（如 PMBUS、SPI、SCI、LIN、I2C、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。

特性

• 120MHz 时具有 32 位锁步双通道 TMS320C28x 内核
  • IEEE 754 浮点单元 （FPU）
  • 三角数学单元 （TMU）
  • CRC 引擎和指令 （VCRC）
• 片上存储器
  • 256KB （128KW） 单组闪存（ECC 保护）
  • 36KB （18KW） RAM（ECC/奇偶校验保护）
  • 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）
• 1.2V 内核，3.3V I/O 设计
  • 用于产生 1.2V 的内部 VREG
  • 掉电复位 （BOR） 电路
• 系统外围设备
  • 52 个可单独编程的多路复用通用输入/输出 （GPIO） 引脚（11 个与模拟共享）
  • 模拟引脚上的 10 个数字输入
  • 增强型外设中断扩展 （ePIE）
  • 多种低功耗模式 （LPM） 支持
  • 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
  • 一个串行外设接口 （SPI） 端口
  • 三个 UART 兼容串行通信接口 （SCI）
  • 一个兼容 UART 的本地互连网络 （LIN） 接口
• 模拟系统
  • 两个 4MSPS、12 位模数转换器 （ADC）
    • 多达 21 个外部通道（11 个与 GPIO 共享）
    • 每个 ADC 四个集成后处理模块 （PPB）
  • 一个带有 12 位参考数模转换器 （DAC） 的窗口式比较器 （CMPSS）
    • 数字毛刺滤波器
    • COMPDACOUT （11 位）
  • 三个窗口比较器 （CMPSS_LITE），带有 9.5 位有效基准 DAC
• 增强的控制外设
  • 14 个 ePWM 通道，其中 4 个通道具有高分辨率能力（150ps 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
  • 两个增强型正交编码器脉冲 （eQEP） 模块，支持 CW/CCW作模式
  • 嵌入式图形发生器 （EPG）
• 用于 SW AES 的 CMAC 密钥（128 位）
• 诊断特征
  • 内存开机自检 （MPOST）
• 符合功能安全标准
  • 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
  • 硬件完整性高达 ASIL B 和 SIL 2
• 安全相关认证
  • TÜV SÜD 的 ISO 26262 认证，最高可达 ASIL B
  • TÜV SÜD 的 IEC 61508 认证高达 SIL 2
• 套餐选项：
  • 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 PowerPAD™ 热增强型薄型四方扁平封装 （HTQFP） [PHP 后缀]
  • 32 引脚超薄四方扁平封装无引线 （VQFN） [RHB 后缀]
• 环境温度 （TA）（请参阅设备信息表和设备比较）：
  • F280015xS、F280015xQ 部件：–40°C 至 125°C
  • F280015xE 部件：–40°C 至 150°C

参数

方框图

1. 概述

• ‌设备系列‌：TMS320F2800153-Q1 属于 C2000 实时微控制器系列，专为电力电子应用设计。
• ‌主要特点‌：具有高性能模拟模块、14 个 PWM 通道、集成通信接口等。

2. 功能框图

• ‌核心处理器‌：C28x 处理器，包含内存保护单元、中断管理等。
• ‌模拟外设‌：ADC、CMPSS、温度传感器等。
• ‌通信接口‌：CAN、I2C、SPI、UART 等。
• ‌时钟系统‌：支持多种时钟源，包括内部振荡器和外部晶体振荡器。

3. 引脚配置与功能

• ‌引脚类型‌：包括 GPIO、ADC 输入、PWM 输出、通信接口引脚等。
• ‌引脚复用‌：许多引脚支持复用功能，通过配置寄存器选择。
• ‌未使用引脚处理‌：建议将未使用的引脚配置为输入并上拉或下拉。

4. 规格参数

• ‌绝对最大额定值‌：包括供电电压、工作温度范围等。
• ‌电气特性‌：包括输入/输出电压范围、时钟频率等。
• ‌热特性‌：提供不同封装类型的热阻信息。

5. 内存

• ‌Flash 存储器‌：最大 128KB，支持 ECC。
• ‌SRAM‌：最大 32KB，具有硬件奇偶校验选项。
• ‌内存保护单元‌：提供对内存区域的保护。

6. 模拟外设

• ‌ADC‌：12 位分辨率，支持多达 21 个通道，采样速率最高可达 4 MSPS。
• ‌CMPSS‌：比较器子系统，包含两个比较器和两个 DAC。
• ‌温度传感器‌：用于监测设备结温。

7. 控制外设

• ‌ePWM‌：增强型脉冲宽度调制器，支持复杂波形生成和死区控制。
• ‌eCAP‌：增强型捕获模块，用于测量时间间隔。
• ‌eQEP‌：增强型正交编码器脉冲模块，用于连接编码器。

8. 通信接口

• ‌CAN‌：支持 CAN 2.0A/B 协议，位速率最高可达 1 Mbps。
• ‌I2C‌：支持 Fast-mode 和 Fast-mode Plus，位速率最高可达 1 Mbit/s。
• ‌SPI‌：支持主从模式，最高位速率可达 32 Mbits/s。
• ‌UART‌：支持异步串行通信，可编程波特率。

9. 安全与保护

• ‌安全功能‌：包括代码安全模块、JTAG 锁定等。
• ‌看门狗定时器‌：用于监控软件运行，防止系统死机。

10. 应用与实现

• ‌典型应用‌：包括 HVAC 压缩机模块、DC/DC 转换器、逆变器与电机控制等。
• ‌设计资源‌：提供参考设计、应用笔记、软件开发工具等。

11. 封装与订购信息

• ‌封装类型‌：包括 PN（LQFP80）、PM（LQFP64）、PHP（HTQFP48）和 RHB（VQFN32）等。
• ‌订购信息‌：提供不同封装、温度范围和供货状态的器件型号。

12. 文档支持

• ‌用户指南‌：包括硬件和软件用户指南。
• ‌数据手册‌：提供详细的电气、机械和封装信息。
• ‌开发工具‌：推荐使用的开发环境和工具链。