TMS320F280038-Q1微控制器技术文档总结

科技绿洲 2025-09-30 768

描述

TMS320F28003x （F28003x）是 C2000™ 实时微控制器系列的成员，该系列是可扩展、超低延迟的器件，专为提高电力电子效率而设计，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。
*附件：tms320f280038-q1.pdf

其中包括以下应用：

实时控制子系统基于 TI 的 32 位 C28x DSP 内核，该内核为从片上闪存或 SRAM 运行的浮点或定点代码提供 120 MHz 的信号处理性能。C28x CPU 通过浮点单元（FPU）、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常用算法。

CLA 允许从主 C28x CPU 大量卸载常见任务。CLA 是一个独立的 32 位浮点数学加速器，与 CPU 并行执行。此外，CLA 拥有自己的专用内存资源，可以直接访问典型控制系统所需的关键外设。支持 ANSI C 子集是标准配置，硬件断点和硬件任务切换等关键功能也是如此。

F28003x 支持高达 384KB （192KW）的闪存，分为三个 128KB （64KW）组，可实现并行编程和执行。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功能允许从旧固件快速切换上下文到新固件，以最大限度地减少更新设备固件时的应用程序停机时间。

高性能模拟模块集成在 F28003x 实时微控制器（MCU）上，并与处理和 PWM 单元紧密耦合，以提供最佳的实时信号链性能。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电平功率拓扑的各种功率级。

包含可配置逻辑块（CLB）允许用户添加自定义逻辑，并有可能将类似 FPGA 的功能集成到 C2000 实时 MCU 中。

通过各种行业标准通信端口（如 SPI、SCI、I2C、PMBus、LIN、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。快速串行接口（FSI）可跨隔离边界实现高达 200Mbps 的稳健通信。

C2000 平台的新功能是主机接口控制器（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。

特性

TMS320C28x 32 位 DSP 内核，频率为 120 MHz
- IEEE 754 浮点单元（FPU）
  - 支持快速整数除法（FINTDIV）
- 三角数学单元（TMU）
  - 支持非线性比例积分导数（NLPID）控制
- CRC 引擎和指令（VCRC）
- 十个硬件断点（带 ERAD）
可编程控制律加速器（CLA）
- 120兆赫
- IEEE 754 单精度浮点指令
- 独立于主 CPU 执行代码
片上存储器
- 384KB （192KW）闪存（ECC 保护），跨三个独立银行
- 69KB （34.5KW） RAM（ECC 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 10 MHz 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）
3.3V I/O 设计
- 内部 VREG 生成允许单电源设计
- 欠压复位（BOR）电路
系统外围设备
- 6 通道直接内存访问（DMA）控制器
- 55 个可单独编程的多路复用通用输入/输出（GPIO）引脚
- 模拟引脚上的 23 个数字输入
- 模拟引脚上的 2 个数字输入/输出（AGPIO）
- 增强型外设中断扩展（ePIE）
- 支持多种低功耗模式（LPM）
- 嵌入式实时分析和诊断（ERAD）
- 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
- 两个串行外设接口（SPI）端口
- 两个UART兼容串行通信接口（SCI）
- 两个兼容 UART 的本地互连网络（LIN）接口
- 快速串行接口（FSI），带有一个发射器和一个接收器（高达 200Mbps）
模拟系统
- 三个 4 MSPS、12 位模数转换器（ADC）
  - 多达 23 个外部通道（包括两个 gpdac 输出）
  - 每个ADC有四个集成后处理模块（PPB）
- 四个窗口比较器（CMPSS），带 12 位基准数模转换器（DAC）
  - 数字毛刺滤波器
- 两个12位缓冲DAC输出
增强的控制外设
- 16 个 ePWM 通道，其中 8 个通道具有高分辨率能力（150 ps 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
  - 高分辨率捕获（HRCAP）可在三个 eCAP 模块之一上使用
- 两个增强型正交编码器脉冲（eQEP）模块，支持 CW/CCW 工作模式
- 八个 Σ-Δ 滤波器模块（SDFM）输入通道（每个通道两个并行滤波器）
  - 标准 SDFM 数据过滤
  - 比较器过滤器，用于对高值或低值情况采取快速行动
- 嵌入式码型发生器（EPG）
可配置逻辑块（CLB）
- 4 块
- 增强现有外设功能
- 支持职位管理器解决方案
主机接口控制器（HIC）
- 从外部主机访问内部存储器
背景 CRC （BGCRC）
- 对 32 位数据进行一个周期的 CRC 计算
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
- 闪存擦除时间改进
诊断功能
- 内存开机自检（MPOST）
- 硬件内置自检（HWBIST）
符合功能安全标准（仅限 PZ 和 Q100 PM 封装）
- 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
- 硬件能力高达 ASIL B 和 SIL 2
安全相关认证
- TÜV SÜD 通过 ISO 26262 认证，最高可达 ASIL B 和 SIL 2（仅限 PZ 和 Q100 PM 封装）
选择方案：
- 100引脚薄型四通道扁平封装（LQFP）[PZ后缀]
- 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（LQFP） [PT 后缀]
温度选项：
- 自由空气（T A）：–40°C 至 125°C
- 结（T J）：–40°C 至 150°C

参数
PWM

方框图

PWM

1. 产品概述

TMS320F28003x是C2000™实时微控制器家族成员，专为高效电力电子应用设计，包括高功率密度、高开关频率以及支持GaN和SiC技术的应用。该系列微控制器适用于：

电机驱动
家电
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
车身电子和照明
测试测量等应用

2. 主要特性

处理器与加速器

‌C28x DSP核心‌：32位，120MHz
‌ 浮点单元(FPU) ‌：支持IEEE 754浮点运算
‌ 三角函数单元(TMU) ‌：支持非线性PID控制(NLPID)
‌ 控制律加速器(CLA) ‌：独立32位浮点数学加速器，120MHz
‌DMA控制器‌：6通道

内存

‌Flash‌：最大384KB(192KW)，分三个独立bank
‌RAM‌：69KB(34.5KW)，带ECC保护

模拟系统

‌ADC‌：3个12位4MSPS ADC，最多23个外部通道
‌DAC‌：2个12位缓冲DAC输出
‌比较器‌：4个窗口比较器(CMPSS)

控制外设

‌ePWM‌：16通道(8通道支持高分辨率)
‌eCAP‌：3个增强型捕获模块(1个支持高分辨率捕获)
‌eQEP‌：2个增强型正交编码器脉冲模块

通信外设

‌CAN/CAN FD‌：2个端口
‌SPI‌：2个端口
‌I2C‌：2个接口
‌UART/SCI‌：2个兼容接口
‌LIN‌：2个兼容接口
‌FSI‌：1个收发器(高达200Mbps)

3. 安全特性

双区安全
JTAG锁定
零引脚启动
安全启动
硬件内置自检(HWBIST)
符合功能安全标准(ISO 26262和IEC 61508)

4. 封装选项

100引脚LQFP(PZ)
80引脚LQFP(PN)
64引脚LQFP(PM)
48引脚LQFP(PT)

5. 应用领域

家电(空调室外机)
工业机器(自动化分拣设备)
AC逆变器和VF驱动器
单轴和多轴伺服驱动器
太阳能和可再生能源系统
电动汽车充电基础设施
高级驾驶辅助系统(ADAS)

6. 关键创新

实时控制性能优化
支持GaN和SiC技术
功能安全合规设计
灵活的通信接口
高精度模拟和控制外设

该系列微控制器通过其高性能处理能力、丰富的模拟和控制外设以及安全特性，为电力电子和实时控制应用提供了全面的解决方案。

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