TMS320F2800157微控制器技术文档总结

科技绿洲 2025-09-30 971

描述

TMS320F280015x （F280015x）是成本优化的 C2000 实时微控制器系列的成员，该系列是可扩展的超低延迟器件，专为提高电力电子效率而设计。
*附件：tms320f2800157.pdf

其中包括以下应用：

TMS320F280015x 具有双 32 位 C28x CPU 锁步，使该器件能够达到 ASIL B 功能安全器件额定值，而无需太多软件开销。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。C28x CPU 通过三角数学单元（TMU）和 VCRC（循环冗余校验）扩展指令集进一步增强，加速了实时控制系统的关键通用算法。

F280015x 支持高达 256KB （128KW）的闪存。高达 36KB （18KW）的片上 SRAM 也可用于补充闪存。

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先进的多电平电源拓扑。

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，并提供多种引脚复用选项以实现最佳信号放置。

特性

32 位锁步双 TMS320C28x 内核，频率为 120MHz
- 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的
  - 零针引导
  - 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
- 时钟检测电路缺失
- 双时钟比较器（DCC）
1.2V 内核，3.3V I/O 设计
- 用于 1.2V 发电的内部 VREG
- 欠压复位（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）
- 支持多种低功耗模式（LPM）
- 唯一识别（UID）号码
通信外设
- 一个电源管理总线（PMBus）接口
- 两个集成电路间（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）
- 一个与 UART 兼容的本地互连网络（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有四个集成后处理模块（PPB）
- 一个窗口比较器（CMPSS），带 12 位基准数模转换器（DAC）
  - 数字毛刺滤波器
  - COMPDACOUT（11 位）
- 三个窗口比较器（CMPSS_LITE），具有 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 工作模式
- 嵌入式码型发生器（EPG）
用于软件 AES 的 CMAC 密钥（128 位）
诊断功能
- 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
- 可用于帮助 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
- ISO 26262 通过 TÜV SÜD 的 ASIL B 认证
- 通过 TÜV SÜD 的 IEC 61508 SIL 2 认证
选择方案：
- 80引脚薄型四通道扁平封装（LQFP）[PN后缀]
- 64 引脚 LQFP [PM 后缀]
- 48 针 PowerPAD™ 热增强型薄型四通道扁平封装（HTQFP） [PHP 后缀]
- 32引脚超薄四通道平板无引线（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
微控制器

方框图

微控制器

1. 设备概述

TMS320F280015x是C2000™实时微控制器系列中成本优化的成员，专为高效电力电子应用设计。主要特点包括：

双32位C28x CPU锁步架构，120MHz主频
IEEE 754浮点单元(FPU)和三角函数加速单元(TMU)
256KB闪存和36KB RAM(带ECC保护)
功能安全认证：ISO 26262 ASIL B和IEC 61508 SIL 2
工作温度范围：-40°C至125°C(部分型号至150°C)

2. 关键特性

处理器与加速器

双核C28x CPU锁步运行
浮点运算单元(FPU32)
三角函数加速单元(TMU)
循环冗余校验引擎(VCRC)

内存与安全

256KB闪存(128KW)
36KB RAM(18KW)
JTAG锁定、零引脚启动和双区安全功能

模拟系统

两个12位ADC(4MSPS，最多21个外部通道)
四个集成后处理块(PPB)
比较器子系统(CMPSS)和简化版(CMPSS_LITE)
窗口比较器与DAC参考

控制外设

14个ePWM通道(4个高分辨率)
3个eCAP模块
2个eQEP模块
嵌入式模式发生器(EPG)

通信接口

1个PMBus接口
2个I2C接口
1个CAN和1个CAN FD接口
1个SPI接口
3个SCI(UART兼容)接口
1个LIN接口

3. 应用领域

汽车电子：ADAS、车身控制、电动动力系统
工业应用：电机驱动、工厂自动化、UPS
数字电源：DC/DC转换器、逆变器控制
传感与信号处理

4. 封装选项

80引脚LQFP(PN)
64引脚LQFP(PM)
48引脚HTQFP(PHP)
32引脚VQFN(RHB)

5. 电源管理

1.2V核心电压(内部VREG或外部供电)
3.3V I/O电压
多种低功耗模式(IDLE、STANDBY、HALT)
内置电源监控电路(POR/BOR)

6. 开发支持

TMDSCNCD2800157评估板
C2000Ware开发软件包
完整的技术参考手册和示例代码

该文档详细介绍了TMS320F280015x系列微控制器的硬件架构、电气特性、引脚配置、功能模块以及应用设计指南，为开发高效实时控制系统提供了全面的技术参考。

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