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1、17第1章 芯片结构及性能概述第1章 芯片结构及性能概述TMS320C2000系列是美国TI公司推出的最佳测控应用的定点DSP芯片,其主流产品分为四个系列:C20、C24、C27和C28。C20可用于通信设备、数字相机、嵌入式家电设备等;C24主要用于数字马达控制、电机控制、工业自动化、电力转换系统等。近年来,TI公司又推出了具有更高性能的改进型C27和C28系列芯片,进一步增强了芯片的接口能力和嵌入功能,从而拓宽了数字信号处理器的应用领域。TMS320C28系列是TI公司最新推出的DSP芯片,是目前国际市场上最先进、功能最强大的32位定点DSP芯片。它既具有数字信号处理能力,又具有强大的事件
2、管理能力和嵌入式控制功能,特别适用于有大批量数据处理的测控场合,如工业自动化控制、电力电子技术应用、智能化仪器仪表及电机、马达伺服控制系统等。本章将介绍TMS320C28系列芯片的结构、性能及特点,并给出该系列芯片的引脚分布及引脚功能。1.1 TMS320C28系列芯片的结构及性能C28系列的主要片种为TMS320F2810和TMS320F2812。两种芯片的差别是:F2812内含128K16位的片内Flash存储器,有外部存储器接口,而F2810仅有64K16位的片内Flash存储器,且无外部存储器接口。其硬件特征如表1-1所示。表1-1 硬件特征特 征F2810F2812指令周期(150M
3、Hz)6.67ns6.67nsSRAM(16位/字)18K18K3.3V片内Flash(16位/字)64K128K片内Flash/SRAM的密钥有有Boot ROM有有掩膜ROM有有外部存储器接口无有事件管理器A和B(EVA和EVB)EVA、EVBEVA、EVB *通用定时器44 *比较寄存器/脉宽调制1616 *捕获/正交解码脉冲电路6/26/2看门狗定时器有有12位的ADC有有 *通道数1616续表特 征F2810F281232位的CPU定时器33串行外围接口有有串行通信接口(SCI)A和BSCIA、SCIBSCIA、SCIB控制器局域网络有有多通道缓冲串行接口有有数字输入/输出引脚(共享
4、)有有外部中断源33供电电压核心电压1.8VI/O电压3.3V核心电压1.8VI/O电压3.3V封装128针PBK179针GHH,176针PGF温度选择 A:-40 +85 S:-40 +125PBK仅适用于TMSPGF和GHH仅适用于TMS产品状况产品预览(PP)高级信息(AI)产品数据(PD)AI(TMP)AI(TMP)注:“S”是温度选择(-40 +125)的特征化数据,仅对TMS是适用的。产品预览(PP):在开发阶段的形成和设计中与产品有关的信息,特征数据和其他规格是设计的目标。TI保留了正确的东西,更换或者终止了一些没有注意到的产品。高级信息(AI):在开发阶段的取样和试制中与新产品
5、有关的信息,特征数据和其他规格用以改变那些没有注意到的东西。产品数据(PD):是当前公布的数据信息,产品遵守TI的每项标准保修规格,但产品加工不包括对所有参数的测试。TMP:最终的硅电路小片,它与器件的电气特性相一致,但是没有进行全部的品质和可靠性检测。C28系列芯片的主要性能如下。1高性能静态CMOS(Static CMOS)技术l 150MHz(时钟周期6.67ns)l 低功耗(核心电压1.8V,I/O口电压3.3V)l Flash编程电压3.3V2JTAG边界扫描(Boundary Scan)支持3高性能的32位中央处理器(TMS320C28)l 16位16位和32位32位乘且累加操作l
6、 16位16位的两个乘且累加l 哈佛总线结构(Harvard Bus Architecture)l 强大的操作能力l 迅速的中断响应和处理l 统一的寄存器编程模式l 可达4兆字的线性程序地址l 可达4兆字的数据地址l 代码高效(用C/C+或汇编语言)l 与TMS320F24/LF240处理器的源代码兼容4片内存储器l 8K16位的Flash存储器l 1K16位的OTP型只读存储器l L0和L1:两块4K16位的单口随机存储器(SARAM)l H0:一块8K16位的单口随机存储器l M0和M1:两块1K16位的单口随机存储器5根只读存储器(Boot ROM)4K16位l 带有软件的Boot模式l
7、 标准的数学表6外部存储器接口(仅F2812有)l 有多达1MB的存储器l 可编程等待状态数l 可编程读/写选通计数器(Strobe Timing)l 三个独立的片选端7时钟与系统控制l 支持动态的改变锁相环的频率l 片内振荡器l 看门狗定时器模块8三个外部中断9外部中断扩展(PIE)模块l 可支持96个外部中断,当前仅使用了45个外部中断10128位的密钥(Security Key/Lock)l 保护Flash/OTP和L0/L1 SARAMl 防止ROM中的程序被盗113个32位的CPU定时器12马达控制外围设备l 两个事件管理器(EVA、EVB)l 与C240兼容的器件13串口外围设备l
8、 串行外围接口(SPI)l 两个串行通信接口(SCIs),标准的UARTl 改进的局域网络(eCAN)l 多通道缓冲串行接口(McBSP)和串行外围接口模式1412位的ADC,16通道l 28通道的输入多路选择器l 两个采样保持器l 单个的转换时间:200nsl 单路转换时间:60ns15最多有56个独立的可编程、多用途通用输入/输出(GPIO)引脚16高级的仿真特性l 分析和设置断点的功能l 实时的硬件调试17开发工具l ANSI C/C+编译器/汇编程序/连接器l 支持TMS320C24/240的指令l 代码编辑集成环境l DSP/BIOSl JTAG扫描控制器(TI或第三方的)l 硬件评
9、估板18低功耗模式和节能模式l 支持空闲模式、等待模式、挂起模式l 停止单个外围的时钟19封装方式l 带外部存储器接口的179球形触点BGA封装l 带外部存储器接口的176引脚低剖面四芯线扁平LQFP封装l 没有外部存储器接口的128引脚贴片正方扁平PBK封装20温度选择l A:-40 +85l S:-40 +125C28系列芯片的功能框图如图1-1所示。代码保护的模块图1-1 C28功能框图注:+ 器件上提供96个中断,45个可用;+ INTF在F2810上不可用。1.2 引脚分布及引脚功能TMS320F2812芯片的封装方式为179引脚GHH球形网格阵列BGA(Ball Grid Arra
10、y)封装和176引脚PGF低剖面四芯线扁平LQFP(Low-profile Quad)封装,其引脚分布分别如图1-2(BGA封装底视图)和图1-3(LQFP封装顶视图)所示。TMS320F2810芯片的封装方式为128引脚PBK LQFP封装,其引脚分布情况如图1-4(顶视图)所示。表1-2详细描述了芯片F2810和F2812的引脚功能及信号情况。所有输入引脚的电平均与TTL兼容;所有引脚的输出均为3.3V CMOS电平;输入不能承受5V电压;上拉电 流/下拉电流均为100A。所有引脚的输出缓冲器驱动能力(有输出功能的)典型值是4mA。图1-2 179引脚BGA封装底视图图1-3 176引脚L
11、QFP封装顶视图图1-4 128引脚PBK封装顶视图表1-2 引脚功能和信号情况名 字引脚号I/O/ZPU/PDS说 明179针GHH封装176针PGF封装128针PBK封装INTF信号(只限于F2812)A18D7158O/ZA17B7156O/ZA16A8152O/ZA15B9148O/ZA14A10144O/ZA13E10141O/ZA12C11138O/Z19位地址总线A11A14132O/ZA10C12130O/ZA9D14125O/ZA8E12125O/ZA7F12121O/ZA6G14111O/ZA5H13108O/ZA4J12103O/ZA3M1185O/ZA2N1080O/Z
12、A1M243O/ZA0G518O/ZD15A9147I/O/ZPU16位数据总线D14B11139I/O/ZPUD13J1097I/O/ZPUD12L1496I/O/ZPUD11N974I/O/ZPUD10L973I/O/ZPUD9M868I/O/ZPUD8P765I/O/ZPUD7L554I/O/ZPUD6L339I/O/ZPUD5J536I/O/ZPUD4K333I/O/ZPUD3J330I/O/ZPUD2H527I/O/ZPUD1H324I/O/ZPUD0G321I/O/ZPU续表名 字引脚号I/O/ZPU/PDS说 明179针GHH封装176针PGF封装128针PBK封装INTF信号(仅F2812)MP/F117IPU可选择微处理器/微计算机模式。可以在两者之间切换。为高电平时外部接口上的区域7有效,为低电平时区域7无效,可使用片内的Boot ROM功能。复位时该信号被锁存在INTCNF2寄存器中,通过软件可以修改这种模式的状态。此信号是异步输入,并与TIMCLK同步E7159IPU外部DMA保持请求信号。为低电平时请求INTF释放