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文档简介
1、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:c20x、c24x、c27x和c28x。c20x可用于通信设备、数字相机、嵌入式家电设备等;c24x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c27x和c28x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。tms320c28x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,又具有强大的事件管理能力和嵌
2、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tms320c28x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 tms320c28x系列芯片的结构及性能c28x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(150mhz)
3、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)有有
4、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有关的
5、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。c28x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)(最大)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(tms320c28x)l 16位16位和32位32位乘且累加
6、操作l 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tms320f24x/lf240x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bo
7、ot模式l 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
8、外围设备l 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tms320c24x/240x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
9、的)l 硬件评估板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 +125c28x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 c28x功能框图注:+ 器件上提供96个中断,45个可用;+ xintf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
10、 grid array)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
11、1-3 176引脚lqfp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xintf信号(只限于f2812)xa18d7158o/zxa17b7156o/zxa16a8152o/zxa15b9148o/zxa14a10144o/zxa13e10141o/zxa12c11138o/z19位地址总线xa11a14132o/zxa10c12130o/zxa9d14125o/zxa8e12125o/zxa7f12121o/zxa6g14111o/zxa5h13108o/zxa4j12
12、103o/zxa3m1185o/zxa2n1080o/zxa1m243o/zxa0g518o/zxd15a9147i/o/zpu16位数据总线xd14b11139i/o/zpuxd13j1097i/o/zpuxd12l1496i/o/zpuxd11n974i/o/zpuxd10l973i/o/zpuxd9m868i/o/zpuxd8p765i/o/zpuxd7l554i/o/zpuxd6l339i/o/zpuxd5j536i/o/zpuxd4k333i/o/zpuxd3j330i/o/zpuxd2h527i/o/zpuxd1h324i/o/zpuxd0g321i/o/zpu续表名 字引脚号i/
13、o/zpu/pds说 明179针ghh封装176针pgf封装128针pbk封装xintf信号(仅f2812)xmp/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xintcnf2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xtimclk同步e7159ipu外部dma保持请求信号。为低电平时请求xintf释放外部总线,并把所有的总线与选通端置为高阻态。当对总线的操作完成且没有即将对xintf进行访问时,xintf释放总线。此信号是异步输入并与xtim
14、clk同步k1082o/z外部dma保持确认信号。当xintf响应的请求时呈低电平,所有的xintf总线和选通端呈高阻态。和信号同时发出。当有效(低)时外部器件只能使用外部总线p144o/zxintf区域0和区域1的片选,当访问xintf区域0或1时有效(低)p1388o/zxintf区域2的片选。当访问xintf区域2时有效(低)b13133o/zxintf区域6和7的片选。当访问区域6或7时有效(低)n1184o/z写有效。有效时为低电平。写选通信号是每个区域操作的基础,由xtimingx寄存器的前一周期、当前周期和后一周期的值确定m342o/z读有效。低电平读选通。读选通信号是每个区域操
15、作的基础,由xtimingx寄存器的前一周期、当前周期和后一周期的值确定。注意:和是互斥信号xr/n451o/z通常为高电平,当为低电平时表示处于写周期,当为高电平时表示处于读周期续表名 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xreadyb6161ipu数据准备输入,被置1表示外设已为访问做好准备。xready可被设置为同步或异步输入。在同步模式中,xintf接口块在当前周期结束之前的一个xtimclk时钟周期内要求xready有效。在异步模式中,在当前的周期结束前xintf接口块以xtimclk的周期作为周期对xready采样3次。以xti
16、mclk频率对xready的采样与xclkout的模式无关jtag和其他信号x1/xclkink97758i振荡器输入/内部振荡器输入,该引脚也可以用来提供外部时钟。28x能够使用一个外部时钟源,条件是要在该引脚上提供适当的驱动电平,为了适应1.8v内核数字电源(vdd),而不是3.3v的i/o电源(vddio)。可以使用一个嵌位二极管去嵌位时钟信号,以保证它的逻辑高电平不超过vdd(1.8v或1.9v)或者去使用一个1.8v的振荡器x2m97657i振荡器输出xclkoutf1111987o源于sysclkout的单个时钟输出,用来产生片内和片外等待状态,作为通用时钟源。xclkout与sy
17、sclkout的频率或者相等,或是它的1/2,或是1/4。复位时xclkout = sysclkout/4testsela1313497ipd测试引脚,为ti保留,必须接地d6160113i/opu器件复位(输入)及看门狗复位(输出)。器件复位,xrs使器件终止运行,pc指向地址0x3f ffc0(注:0xxx xxxx中的0x指出后面的数是十六进制数。例如0x3f ffc0=3fffc0h)当xrs为高电平时,程序从pc所指出的位置开始运行。当看门狗产生复位时,dsp将该引脚驱动为低电平,在看门狗复位期间,低电平将持续512个xclkin周期。该引脚的输出缓冲器是一个带有内部上拉(典型值10
18、0ma)的开漏缓冲器,推荐该引脚应该由一个开漏设备去驱动test1m76751i/o测试引脚,为ti保留,必须悬空test2n76650i/o测试引脚,为ti保留,必须悬空续表名 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b1213598ipd有内部上拉的jtag测试复位。当它为高电平时扫描系统控制器件的操作。若信号悬空或为低电平,器件以功能模式操作,测试复位信号被忽略注意:在上不要用上拉电阻。它内部有上拉部件。在强噪声的环境中需要使用附加上拉电阻,此电阻值根据调试器设计的驱动能力而定。一般取22k即能提供足够的保护。因为有了这种应用特性,所以使
19、得调试器和应用目标板都有合适且有效的操作tcka1213699ipujtag测试时钟,带有内部上拉功能tmsd1312692ipujtag测试模式选择端,有内部上拉功能,在tck的上升沿tap控制器计数一系列的控制输入tdic1313196ipu带上拉功能的jtag测试数据输入端。在tck的上升沿,tdi被锁存到选择寄存器、指令寄存器或数据寄存器中tdod1212793o/zjtag扫描输出,测试数据输出。在tck的下降沿将选择寄存器的内容从tdo移出emu0d11137100i/o/zpu带上拉功能的仿真器i/o口引脚0,当为高电平时,此引脚用作中断输入。该中断来自仿真系统,并通过jtag扫
20、描定义为输入/输出emu1c9146105i/o/zpu仿真器引脚1,当为高电平时,此引脚输出无效,用作中断输入。该中断来自仿真系统的输入,通过jtag扫描定义为输入/输出adc模拟输入信号adcina7b5167119i采样/保持a的8通道模拟输入。在器件未上电之前adc引脚不会被驱动adcina6d5168120iadcina5e5169121iadcina4a4170122iadcina3b4171123iadcina2c4172124iadcina1d4173125iadcina0a3174126i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
21、pbk封装adcinb7f599i采样/保持b的8通道模拟输入。在器件未上电之前adc引脚不会adcinb6d188iadcinb5d277iadcinb4d366iadcinb3c155iadcinb2b144iadcinb1c333iadcinb0c222iadcrefpe21111oadc参考电压输出(2v)。需要在该引脚上接一个低esr(50m1.5)的10f陶瓷旁路电容,另一端接至模拟地adcrefme41010oadc参考电压输出(1v)。需要在该引脚上接一个低esr(50m1.5)的10f陶瓷旁路电容,另一端接至模拟地adcrese-xtf21616oadc外部偏置电阻(24.9
22、k)adcbgrefne6164116i测试引脚,为ti保留,必须悬空avssrefbge31212iadc模拟地avddrefbge11313iadc模拟电源(3.3v)adclob3175127i普通低侧模拟输入vssa1f31515iadc模拟地vssa2c5165117iadc模拟地vdda1f41414iadc模拟电源(3.3v)vdda2a5166118iadc模拟电源(3.3v)vss1c6163115iadc数字地vdd1a6162114iadc数字电源(1.8v)vddaiob211i/o模拟电源(3.3v)vssaioa2176128i/o模拟地电源信号vddh123201
23、.8v或1.9v核心数字电源vddl13729vddp55642vddp97556vddp1263vddk1210074vddg1211282vddc1411282vddb10143102vddc8154110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vssg41917内核和数字i/o地vssk13226vssl23826vssp45239vssk658vssp87053vssm107859vssl118662vssk139973vssj14105vssg13113vsse1412088vssb1412995vssd10142vssc10
24、103vssb8153109vddaiob211i/o模拟电源(3.3v)vssaioa2176128i/o口模拟地vddioj43125i/o数字电源(3.3v)vddiol76449vddiol1081vddion14vddiog1111483vddioe9145104vdd3vln86952flash核电源(3.3v),上电后所有时间内都应将该引脚接至3.3v通用输入/输出(gpio)或外围信号gpioa或eva信号gpioa0pwm1(o)m129268i/o/zpugpio或pwm输出引脚1gpioa1pwm2(o)m149369i/o/zpugpio或pwm输出引脚2gpioa2p
25、wm3(o)l129470i/o/zpugpio或pwm输出引脚3gpioa3pwm4(o)l139571i/o/zpugpio或pwm输出引脚4gpioa4pwm5(o)k119872i/o/zpugpio或pwm输出引脚5gpioa5pwm6(o)k1410175i/o/zpugpio或pwm输出引脚6gpioa6t1pwm-t1cmpj1110276i/o/zpugpio或定时器1输出1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gpioa7t2pwm_t2cmpj1310477i/o/zpuigpio或定时器2输出2gpioa8c
26、ap1_qep1(i)h1010678i/o/zpuigpio或捕获输入1gpioa9cap2_qep2(i)f1110779i/o/zpugpio或捕获输入2gpioa10cap3_qepi1(i)f1210980i/o/zpugpio或捕获输入3gpioa11tdira(i)f1411685i/ozpugpio或计数器方向gpioa12tckina(1)f1311786i/o/zpugpio 或计数器时钟输入gpioa13(i)e1312289i/o/zpugpio或比较器1输出gpioa14(i)e1112390i/o/zpugpio或比较器2输出gpioa15(i)f1012491i/
27、o/zpugpio或比较器3输出gpiob或evb信号gpiob0pwm7(o)n24533i/o/zpugpio或pwm输出引脚7gpiob1pwm8(o)p24634i/o/zpugpio或pwm输出引脚8gpiob2pwm9(o)n34735i/o/zpugpio或pwm输出引脚9gpiob3pwm10(o)p34836i/o/zpugpio或pwm输出引脚10gpiob4pwm11(o)l44937i/o/zpugpio或pwm输出引脚11gpiob5pwm12(o)m45038i/o/zpugpio或pwm输出引脚12gpiob6t3pwm_t3cmpk55340i/o/zpugpi
28、o或定时器3输出gpiob7t4pwm_t4cmpn55541i/o/zpugpio或定时器4输出gpiob8cap4_qep3(i)m55743i/o/zpugpio或捕获输入#4gpiob9cap5_qep4(i)m65944i/o/zpugpio或捕获输入#5gpiob10cap6_qepi2(i)p66045i/o/zpugpio或捕获输入#6gpiob11tdirb(i)l87154i/o/zpugpio或定时器方向gpiob12tclkinb(i)k87255i/o/zpugpio或定时器时钟输入gpiob13(i)n66146i/o/zpugpio或比较器4输出gpiob14(i
29、)l66247i/o/zpugpio或比较器5输出gpiob15(i)k76348i/o/zpugpio或比较器6输出gpiod或eva信号gpiod0(i)h1411081i/o/zpu定时器1比较输出gpiod1/(i)g1011584i/o/zpu定时器2比较输出或ev-a开启外部ad转换输出gpiod或evb信号gpiod5(i)p107960i/o/zpu定时器3比较输出gpiod6/(i)p118361i/ozpu定时器4比较输出或ev-b开启外部ad转换输出续表名 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gpioe或中断信号gpioe0xint_(i)d9149106i/o/z通用i/o或xint1或核心输入gpioe1xint2_adcsoc(i)d8151108i/o/zpugpio或xint2或开始ad转换gpioe2xnmi_xint13(i)e8150107i/o/zpugpio或xnmi或xint13gpiof或串行外围接口(spi)信号gpiof0spisimoa(o)m1403
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