第2章_TMS320X281X的結構、資源及性能

1、第第2章章 TMS320X281X的結構、資源及性的結構、資源及性能能TI DSP具體型號的含義TMS320X2812是是TI公司推出的公司推出的32位定點位定點DSP芯片。廣泛應用于工業(yè)控制，特別是應芯片。廣泛應用于工業(yè)控制，特別是應用在處理速度、處理精度要求較高的領域。用在處理速度、處理精度要求較高的領域。或者是應用于需要大批量數(shù)據(jù)處理的測控場或者是應用于需要大批量數(shù)據(jù)處理的測控場合。合。采用哈佛總線結構；數(shù)據(jù)吞吐率提高了一倍采用哈佛總線結構；數(shù)據(jù)吞吐率提高了一倍流水線操作。流水線操作。主 要 型 號 有主 要 型 號 有 T M S 3 2 0 C 2 8 1 2 和和TMS320F28

2、12.2.1 TMS320X281X的性能的性能1. TMS320X2812芯片采用了高性能的CMOS技術：CPU主頻高達150MHz，時鐘周期為6.67ns。采用低功耗設計，當內核電壓為1.8V時，主頻為135MHz，當內核電壓為1.9V時，主頻為150MHz，I/O口引腳電壓為3.3V。FLASH編程電壓為3.3V。2.1 TMS320X281X的性能的性能2. 支持JTAG在線仿真接口。3. 高性能的32位中央處理器(TMS320C28x)：一個周期內能夠完成32位32位的乘法累加運算。一個周期內能夠完成2個16位16位的乘法累加運算。采用哈佛總線結構模式。具有快速的中斷響應和中斷處理能

3、力。具有統(tǒng)一的寄存器編程模式。編程可兼容C/C+語言以及匯編語言。2.1 TMS320X281X的性能的性能4. 芯片內的的存儲空間TMS320F2812片內含有128K16位的FLASH，分為4個8K16位和6個16K16位的存儲段，而TMS320C2812片內含有128K16位的ROM。具有1K16位的OTP ROM空間。H0：一塊8K16位的隨機存儲器(SARAM)。L0和L1：兩塊4K16位的隨機存儲器(SARAM)。M0和M1：兩塊1K16位的隨機存儲器(SARAM)。2.1 TMS320X281X的性能5. Boot ROM空間空間大小為4K16位。內含軟件啟動模式。內含標準的數(shù)學

4、函數(shù)庫。6. 外部存儲器接口有多達1M16位的總存儲空間。3個獨立的片選信號?？删幊痰牡却龝r間?？删幊痰淖x寫時序。7. 時鐘和系統(tǒng)控制內含看門狗定時器模塊。具有片內振蕩器。支持動態(tài)鎖相環(huán)倍頻。2.1 TMS320X281X的性能8. 3個外部中斷9. 外部中斷模塊PIE可支持96個外部中斷，當前僅使用了45個外部中斷。10. 3個32位的CPU定時器。11. 128位安全密鑰可以保護FLASH/ROM、OTP ROM和L0、L1 SARAM。防止系統(tǒng)中的軟件程序被修改或讀取。12. 先進的仿真模式具有實時分析以及設置斷點的功能。支持硬件仿真。2.1 TMS320X281X的性能13. 開發(fā)工具

5、開發(fā)工具TI公司公司DSP集成開發(fā)環(huán)境集成開發(fā)環(huán)境(Code Composer Studio，CCS)。JTAG仿真器，目前主要型號有仿真器，目前主要型號有XDS510仿真器和仿真器和XDS560仿真器，對于仿真仿真器，對于仿真TMS320X2812，使用，使用XDS510仿真器已經足夠。仿真器已經足夠。14. 低功耗模式和節(jié)能模式低功耗模式和節(jié)能模式支持支持IDLE、STASNDBY、HALT模式，即支持空閑模模式，即支持空閑模式、等待模式以及掛起模式。式、等待模式以及掛起模式?？瑟毩⒔箍瑟毩⒔?使能各個外設的時鐘。使能各個外設的時鐘。2.1 TMS320X281X的性能15. 可選的芯

6、片封裝可選的芯片封裝179引腳的引腳的BGA封裝，帶有外部存儲器接口封裝，帶有外部存儲器接口176引腳的引腳的LQFP封裝，帶有外部存儲器接口封裝，帶有外部存儲器接口由于由于BGA封裝的焊接比較困難，在小批量的情封裝的焊接比較困難，在小批量的情況下，手工一般無法完成，機器焊接的成本也況下，手工一般無法完成，機器焊接的成本也遠遠高于遠遠高于LQFP封裝的焊接成本，因此，通常設封裝的焊接成本，因此，通常設計時使用的是計時使用的是176引腳的引腳的LQFP封裝。封裝。16. 溫度選擇溫度選擇 A：-40+85。 S：-40+125。硬件特點硬件特點TMS320F2812TMS320C2812指令周期

7、（指令周期（150MHz）6.67ns6.67ns內核電壓為多少內核電壓為多少V，時鐘頻率達到，時鐘頻率達到150M1.9V1.9V輸入輸出口電壓輸入輸出口電壓3.3V3.3V片內片內RAM18K1618K16片內片內FLASH128K16無無片內片內ROM無無128K16Boot ROM有有有有掩膜掩膜ROM有有有有片內片內FLASH/ROM/SRAM的密碼保護的密碼保護有有有有外部存儲器接口外部存儲器接口有有有有看門狗定時器看門狗定時器有有有有32位的位的CPU定時器定時器有有有有事件管理器事件管理器EVA、EVBEVA、EVB12位的位的ADC16通道通道16通道通道串行通信接口串行通信

8、接口SCISCIA、SCIBSCIA、SCIB串行外圍接口串行外圍接口SPI有有有有局域網控制器局域網控制器CAN通信通信有有有有多通道緩沖串行接口多通道緩沖串行接口McBSP有有有有復用的數(shù)字輸入輸出引腳復用的數(shù)字輸入輸出引腳56個個56個個外部中斷源外部中斷源3個個3個個封裝封裝179針的針的BGA176針的針的LQFP179針的針的BGA176針的針的LQFP工作溫度范圍工作溫度范圍A：-40+85S：-40+125A：-40+85S：-40+1252.2 TMS320X2812的外設2.2.1 事件管理器 EV具有兩個事件管理器具有兩個事件管理器EVA、EVB。兩個事件管。兩個事件管理

9、器具有相同功能的定時器、比較單元、捕獲理器具有相同功能的定時器、比較單元、捕獲單元，只是命名不同。單元，只是命名不同。每個事件管理器具有每個事件管理器具有2個通用定時器個通用定時器。每個事件管理器具有每個事件管理器具有3個全比較單元個全比較單元。每個事件管理器具有每個事件管理器具有3個捕獲單元個捕獲單元。共可產生共可產生4路獨立的路獨立的PWM波形，和波形，和6對共對共12路路互補的互補的PWM波形，因此波形，因此TMS320X2812可廣泛可廣泛的應用于電力電子、電機控制領域。的應用于電力電子、電機控制領域。電機控制、逆變器、變頻器應用等電機控制、逆變器、變頻器應用等TtontUg1,4Ug

10、2,3Tton002.2.2 模數(shù)轉換器 AD理論上采樣精度為理論上采樣精度為12位，在實際使用中位，在實際使用中采樣精度為采樣精度為9位或位或10位，經過硬件、軟位，經過硬件、軟件校正措施，精度可有效提高。件校正措施，精度可有效提高。28路輸入通道。路輸入通道。具有具有2個個采樣保持器采樣保持器(Sample-Hold Controller)。具有單一或者級聯(lián)兩種轉換模式。具有單一或者級聯(lián)兩種轉換模式。最高轉換速率為最高轉換速率為80ns(12.5Msps)?，F(xiàn)實世界的模擬量和微控制器的數(shù)據(jù)傳輸橋梁現(xiàn)實世界的模擬量和微控制器的數(shù)據(jù)傳輸橋梁2.2.3 串行通信接口SCI每個每個TMS320X2

11、812芯片具有芯片具有2個串行通信接個串行通信接口口SCIA和和SCIB。采用接收、發(fā)送雙線制。采用接收、發(fā)送雙線制。標準的異步串行通信接口，即標準的異步串行通信接口，即UART口?？?。支持可編程配置為多達支持可編程配置為多達64K種不同的通信速率。種不同的通信速率。可實現(xiàn)半雙工或者全雙工的通信模式。可實現(xiàn)半雙工或者全雙工的通信模式。具有具有16級深度的發(fā)送級深度的發(fā)送/接收接收FIFO功能，從而有功能，從而有效降低了串口通信時效降低了串口通信時CPU的開銷。的開銷。實現(xiàn)和計算機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)和計算機之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸2.2.4 串行外圍設備接口 SPI(Serial Peripheral

12、 Interface)具有兩種可選擇的工作模式，主模式或具有兩種可選擇的工作模式，主模式或者從模式。者從模式。支持支持125種可編程的波特率。種可編程的波特率。發(fā)送和接收可以同步操作，可實現(xiàn)全雙發(fā)送和接收可以同步操作，可實現(xiàn)全雙工通信模式。工通信模式。具有具有16級深度的發(fā)送級深度的發(fā)送/接收接收FIFO功能，功能，發(fā)送數(shù)據(jù)的時候數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的延時發(fā)送數(shù)據(jù)的時候數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的延時可以進行控制。可以進行控制。擴展外圍設備，例如，外擴高精度擴展外圍設備，例如，外擴高精度ADC，外擴，外擴EEPROM,LCD顯示驅動器，網絡控制器，顯示驅動器，網絡控制器，DAC等等2.2.5 局域網通信控制器

13、CAN支持完全兼容的支持完全兼容的CAN2.0B總線協(xié)議?？偩€協(xié)議。最高支持最高支持1Mb/s的總線通信速率。的總線通信速率。具有具有32個可編程的郵箱。個可編程的郵箱。低功耗模式。低功耗模式。具有可編程的總線喚醒模式。具有可編程的總線喚醒模式。可自動應答遠程請求消息?？勺詣討疬h程請求消息。串行通信接口串行通信接口SCI通信時一對一，串行外設接口通信時一對一，串行外設接口SPI通信時通信時組成一個網絡，只有一個設備作為主機，其余從機。組成一個網絡，只有一個設備作為主機，其余從機。CAN則是一種多主局域網，網絡中各設備均可做主機模式。則是一種多主局域網，網絡中各設備均可做主機模式。工業(yè)自動化、

14、交通工具、醫(yī)療器械、機械制造、自動化儀表工業(yè)自動化、交通工具、醫(yī)療器械、機械制造、自動化儀表2.2.6 多通道緩沖串行接口McBSP全雙工通信方式。全雙工通信方式。雙倍緩沖的傳送和三倍緩沖的接收，并適用于連續(xù)雙倍緩沖的傳送和三倍緩沖的接收，并適用于連續(xù)的數(shù)據(jù)流。的數(shù)據(jù)流。128個通道可用于傳送和接收。個通道可用于傳送和接收。多通道選擇模塊允許和終止每一個通道的傳輸。多通道選擇模塊允許和終止每一個通道的傳輸。用兩個用兩個16級、級、32位的位的FIFO代替代替DMA（直接存儲器（直接存儲器存取）。存?。？芍苯舆B接于工業(yè)標準多媒體數(shù)字信號編解碼器、可直接連接于工業(yè)標準多媒體數(shù)字信號編解碼器、模擬

15、接口芯片以及可串行連接的模擬接口芯片以及可串行連接的A/D和和D/A轉換器。轉換器。TMS320X2812芯片179針GHH球形網絡陣列BGA封裝（球形觸點陳列,表面貼裝型封裝）頂視圖2.3 TMS320X2812的引腳分布及引腳功能2.3.1 引腳分布TMS320X2812芯片176針LQFP封裝（四方扁平式封裝技術）頂視圖2.3.2 引腳功能TMS320X2812的所有引腳輸入電平均與的所有引腳輸入電平均與TTL電平電平兼容，而輸出電平為兼容，而輸出電平為3.3V的的CMOS電平。電平。TTL電平和電平和CMOS電平的區(qū)別就在于輸入電平的區(qū)別就在于輸入/輸出高電輸出高電平或者低電平的電平標

16、準上平或者低電平的電平標準上。對于對于TMS320X2812芯片的引腳輸入電平：檢測到芯片的引腳輸入電平：檢測到電平低于電平低于1.2V就認為是低電平，電平高于就認為是低電平，電平高于2.0V就認就認為是高電平為是高電平對于對于TMS320X2812芯片的引腳輸出電平：計算電芯片的引腳輸出電平：計算電平標準所需的平標準所需的Vcc=3.3VTMS320X2812芯片的引腳絕對不能輸入芯片的引腳絕對不能輸入5V電平，電平，否則燒毀芯片。內核否則燒毀芯片。內核1.8V，1.9V。I/O口口3.3V。引腳電氣方向引腳電氣方向 高電平（高電平（1）低電平（低電平（0）輸輸 入入2. 0V2. 4V0.

17、 7Vcc0. 9Vcc0. 8VccCMOS電平標準電平標準Vcc=3.3VTMS320X2812TMS320X2812的引腳按功能的引腳按功能分類：分類：電源信號電源信號外部存儲器接口信號（外部存儲器接口信號（XINTFXINTF）ADCADC模擬輸入信號模擬輸入信號通用輸入通用輸入/ /輸出（輸出（GPIOGPIO）或外圍信號）或外圍信號JTAGJTAG接口及其他信號接口及其他信號1、電源信號引腳、電源信號引腳1、電源信號引腳、電源信號引腳-續(xù)續(xù)1、電源信號引腳、電源信號引腳-續(xù)續(xù)N8J4L7L10N14G11E92、外部存儲器接口、外部存儲器接口（XINTF）信號引腳）信號引腳2、外部存儲器接口、外部存儲器接口（XINTF）信號引腳信號引腳-續(xù)續(xù)2、外部存儲器接口、外部存儲器接口（XINTF）信號引腳信號引腳-續(xù)續(xù)3、ADC模擬輸入信號引模擬輸入信號引腳腳