HRPWM用户手册(工具软件翻译)

1、TMS320x280x, 2801x, 2804x High Resolution Pulse WidthModulator (HRPWM) 用户手册HRPWM手册部分翻译（软件翻译），辅助阅读原资料前U言-51介绍72 HPWI的操作描述92.1控制HRPWM能102.2 配置 HRPWM112.3HRPW原理123. HRPWMJ存器说明293.1寄存器概要293.2寄存器和字段描述30附录 A SFO Library Software - SFO TI Build V5.libA.1 SFO库版本比较33A.2软件用法36附录B修订历史412.4比例因子优化软件（sfo ）182.5HR

2、PW示例使用优化的汇编代码2333前言:关于本手册本文档描述了操作的高分辨率扩展脉宽调制器（HRPWM） HRPWI模块的描述是一种参考指南 HRPWM。看到TMS320x28xx,28 xxx DSP外围参考指南（SPRU566洌表中的所有设备和一个HRPWM块相同的类型，来确定类型，以及之间的差异为一个列表 特定于设备的差异在一个类型。这个文档是结合使用特定于设备的增强脉宽调制器（ePWM模块参考指南。这个HRPWM块扩展了时间分辨能力的传统派生数字脉冲宽度调制器（PWM。HRPWM常用在当PW分辨率低于9 -10位。这发生在PW频率大于200千赫当使用一个CPU /系统时钟的100 MH

3、z。关键HRPWM特点是：?长时间分辨能力?用于工作周期和移相控制方法细粒度控制或?时间边缘定位使用扩展比较和阶段寄存在器使用一个信号?实现PW的道路，也就是说，在EPWM瀚出。EPWMxB量传统PWI功能?自检诊断软件模式来检查微边缘定位器（MEP）逻辑是跑步最佳ePWI的外围是用来执行一个函数，它在数学上是等价的，一个数模转换转换器（DAC）。如图1所示,TSYSCLKOUT =10纳秒（即100 MHz时钟）,有效分辨率为常规生成 PW是一个函数的PW频率（或时间）和系统时钟频率。|Figure 1. Resolution Calculations for Convnlionally Q

4、&nerated PWMPWM rasoLtior -甩諒尸曲仇她-x 1D0% PVW resolutiorr (hits)二 Log：齐血乓仅皿吓)设 SYSCLKOUT=100MHZ TPWM=100KHZ 100K/100M*100%=0.1%MEP如果所需的PW操作频率不提供足够的决议在 PW方式,您可能想要考虑HRPWM作为一个例子,HRPW提供改 进的性能，表1显示了决议在比特数各种 PW频率。这些值假设一个100 MHz SYSCL濒率和一个ME涉骤大小 为180 ps。看到特定于设备的数据表为典型的和最大的性能规范为Table 1. Resolution for PW

5、M1 and HRPWMPWM Freq (kHz>Regular Resolution (PWW)High Resolution (HRPWM)Biti%20仁公000.0005D111.0-IfO.ODIIQ010.Q0 1P.DD2Table 1+ Resolution for PWM and HRPWM (continued)PWM FreqRegular Resolution (PWM)High Resolution IHRPVVM)Bits%Bits%1509.40.215,20.D032009.00 214 8U.0O4救e r：Oi14,40 0055007.60513

6、30.D071000G G1 012 4ii 01815006.11 511.&0.D2T20 DO5,62 011.40.D35尽管每个应用程序可能不同，典型的低频率PW操作（低于250千赫）可能不会需要HRPWM HRPW能力是最有 效的高频PW要求的权力转换拓扑，例如：?单相巴克，提高，和反激变换器巴克?多阶段，提高,和反激变换器?相移全桥?直接调制的d类功率放大器 2操作的描述HRPWM这个HRPWM基于微边缘定位器（MEP）技术。MEP勺逻辑是，能够将一个边缘非常精细地按一个粗系统时钟可 能分化的一个传统的PW发生器。时间步精度在订购150 ps。看到特定于设备的数据表对于典

7、型的ME涉长在特定的设备。这个HRPWM有自检软件诊断模式检查 MEP逻辑运行优化，在所有的操作条件。细节诊断和功 能的软件第2.4节。图2显示了一个粗之间的关系系统时钟和边缘位置的MEPM言步骤，通过一个8位字段控制在比较一个扩展注册（CMPAHR。Figure N Operating Logic Using MEPPWMduly(O lc 1.0 In Q15 formsrl) PWM pw&d (N CPUMEP scaie fadiairNumber of MEP stepsin ofw dg sWpiiiiiiliiiiiiiliiiiiiiliiiiiiiliiiiiiil

8、iiiiiiiliiiiiiiliiiiiii mm ilii hi II Im in ill hi ii In mu科 Coarseiiro 100 MH? CPU frequency 10 oaMEP £10 * h ii _MurnbM Of o&arsc shops intcgorPWMduly * fPWMponDd)Mumbai* qF MEP 軾色ps- fraclicn(PWMauly * PWMp色Hod) (MEPStLafeFciQr)1ii-br CMPAirnrstp-uftliK1 mumber of oaafse ste ps16-bi CMPA

9、Hfl rngt5(K v.4u>nfcw of MEP steps * 1 寸Fftr MFP 咖易肖白帼 mi.riLTinQfir- on.生成一个HRPWM形,配置TBM,CCM如同你的包寄存器生成一个传统的PW给定的频率和极性。这个 HRPWM起工作TBM CCM寄存器来扩展包边的分辨率，并且应该相应地配置。 尽管许多编程组合都是可能的，只有少 数是必要的和实用的。这些方法第 2.5节中描述。寄存器讨论过，但发现在这个文档中可以看到特定于设备 的增强的脉冲宽度调制器（ePWM模块参考指南。HRPWM操作控制和监控使用以下登记 ：Table 2. HRPWM Registersm

10、nemonicAddress OfFsetShadowedDbecio ptionIItb(00D2MoEitsnsian Register forHRP'M Phase (B tn冷CLIP AH R0x00 OSYesE 心齐F -叫"“： r t5)HRCNFG"OtxOC 20NoHP FV/4 Co n fi gijTa b om Pe gi 5ter01 TtiisneaisterisE.LDWprD tecte d2.1 控制 HRPWM能MEP勺HRPWM由两个扩展寄存器，每个8位宽。这两个HRPWM存器是连接与16位TBPH禹口衍生寄存器用来控 制

11、PW操作。?TBPHSHR时间基础阶段高分辨率的寄存器 ?CMPAHR计数器比较一个高分辨率的寄存器Figure 3. HRPWM Extension R»gist»rs arid Memory Configuration0x00020x00030 旳 QOSOkOOMTBPHS (16)TBPHSHR 熾Reserved (8)311S158 7Wing诂 32 btt wnteCMPA16)CMPAHRCB5Reserved 8)311B1BE 7Single 32 bit wrtcHRPWM capabilities are coritroled using the

12、Channel A PVM signal path. Figure 4 shows hew the HRPWM unterfaces with th# S*brt sxtersion registers配置HRPWM一旦ePW配置为提供传统的PW给定的频率和极性，HRPW配置通过编程使HRCNF寄存器位于偏移地址20小 时。这个寄存器提供配置选项下面的关键操作模式：边缘模式一一在同一时间，MP可以通过编程提供精确位置控制的前沿（RE）,下降沿（FE）或两个沿（BE）。FE和RE用于电力拓扑要求占空比控制，而BE用于拓扑要求移相，如移相全桥（PSFB。控制模式一一ME被编写为控制要么从 CMPA

13、H寄存器（占空比控制）或TBPHSH寄存器（相位控制）。RE或FE控 制模式应该使用CMPAH寄存器。BE控制模式应该使用TBPHSH寄存器。阴影模式-这种模式提供了相同的阴影（双缓冲）选项在普通PW模式。这个选项是有效的只有当操作从 CMPAH寄存器，应该选择同常规负载选项衍生寄存器。如果 TBPHSH使用,那么这个选项没有任何影响。2.3操作原理ME逻辑能够把一个边缘在255（8比特）离散时间的步骤（参见特定于设备的数据表为典型的ME步长）。MEP工程与TBM和CC寄存器来确定时间步骤优化应用 ，边缘位置精度保持在一个广泛的 PW频率、系统时钟频率 和其他操作条件。表3显示了典型的范围的操

14、作频率 HRPWM持的。Table 3, Relationship Between MEP Stfips, PWM Frequency and ResolutionSystem fNIHi)MEP St*ps Per SYSCLKOUT 向曲鼻PWM MIN(Hit)*PWM MAX (MH什Ft*玄趣MAX（BJ吗带50 01117331 5011 1oc抵3(.'O10 B70jQ79510.9Q Q391221A 0010 490 0町伸34 50K 3IQOQ5515265.0Q山1（1）系统频率=SYSCLKOUT即CPU寸钟。TBCLK = SYSCLKOUT（2）表数据基

15、于ME时间分辨率为180 ps（这是一个示例值，请参见特定于设备的数据表为 ME限制。（3）MEP步骤应用=TSYSCLKOUT / 180 ps在这个例子中。（4）PWMt低频率是基于最大时间值 ，即TBPRD = 65535。PWI方式是不对称来数。（5）分辨率在比特了最大PW频率表示。2.3.1边缘定位在一个典型的功率控制回路（例如，开关模式，数字电动机控制（DMC）不间断电源供应（UPS）、一个数字控制 器（PID，2极/ 2零，滞后/超前等）问题，通常一种责任命令表示在每单位或百分比。假设为一个特定的操作 点，要求工作周期是0.405或40.5%在时间和所需的变频器 PW频率是1.2

16、5 MHz在传统的PW生成系统时钟的 100 MHz，工作周期的选择是附近 40.5%。在图5中，一个比较值的32项（即，责任=40%）是最接近40.5%，你可 以实现。这相当于一个320ns的边缘位置，而不是所需的324 ns。此数据显示在表4。利用MEP您可以实现一个边缘位置更接近理想的角度324纳秒表4显示了，除了衍生价值，22个步骤的MEP(CMPAHR存器)将位置在323.96 ns边缘,导致几乎零错误。在这 个例子中，假定ME有一个步骤分辨率为180 p。38 3也犷.3%Table 4. CM PA g Duty (left)聞 d CMPAXMPAHR vs CXjty (ri

17、ght)CM PA goun(严住阿DUTY%Hifih Tlimt («)CMPA 4 count)CMPAHRc-MjnrtjDuty 鮒HighTim* 冋283502803218M 495323 2429如371940.428323 4230JM30032204Q 450沆:31$1032214.473323703232；i 24Q.49&323 95血3240.618324.14:MO3224324 3232254Q.SS3324 5Cf?即 r&d5240M苹4 >=.32.40如$2432274M0t924e(1) 系统时钟，SYSCLKOU和TB

18、CLK = 100 MHz,10 ns(2) 对于一个寄存器值 80 PWM寸期计数、PW期 = 80 x 10 纳秒=800 ns、PW频率=1/800 = 1.25 MHz ns(3) 假设ME步长对上述例子=180 p看到特定于设备的数据手册典型和最大MEP直。2.3.2缩放的考虑如何定位机制的优势恰恰在时间已经证明使用资源标准的衍生和MEP(CMPAHR)存器。在实际应用中，然而,这是必要的能无缝地提供 CPU映射函数从一个单位(分数)工作周期最后的整数(非小数)表示,被写到 衍:CMPAHR寄存器组合。要做到这一点，首先检查扩展或映射步骤。这是常见的控制软件表达工作周期在 一个单位或

19、百分比的基础。它的优点是执行所有的需要数学计算而无需关心最终绝对责任周期，表达了在时钟计数或高时间在ns。此外，它使代码更移动式跨多个转换器运行不同的类型PW频率。实现映射方案，一个两步定标过程是必需的。System clock , SYSCLKOUT= 10 ns (100 MHz)PWM freque ncy= 1.25 MHz (1/800 ns)Required PWM duty cycle, PWMDuty = 0.405 (40.5%)PWM period in terms of coarse steps, = 80PWMperiod (800 n s/10 ns)Number o

20、f MEP steps per coarse step at = 55180 ps (10 ns /180 ps ), MEP_ScaleFactorValue to keep CMPAHR within the range of1-255 and fracti onal rounding con sta nt(default value) = 1.5 (0180h in Q8 format)步骤 1:Perce ntage In teger Duty value con vers ion forCMPA registerCMPA register value = int( PWMDuty *

21、PWMperiod ); int means integer part(取整数部分)=int(0.405*80 )=in t(32.4 )CMPA register value =32 (20h)步骤 2: Fractio nal value con version for CMPAHR registerCMPAHR register value = (frac( PWMDuty *PWMperiod )*MEP_ScaleFactor +1.5) << 8); frac means fracti onal part=(frac(32.4) *55 + 1.5)<< 8

22、 Shift is to move the value as CMPAHR high byte=(0.4 * 55 + 1.5)<< 8=(22 + 1.5)<< 8=23.5 * 256; Shifti ng left by 8 is the same as multiplyi ng by 256.=6016 CMPAHR value = 1780h CMPAHR value = 1700h ,lower 8 bits will be ign ored byhardware.(低8位被硬件忽略)注意:MEP比例因子(MEP_ScaleFactor)随系统时钟和DSF操

23、作条件。TI提供了一个MEP匕例因子优化(SFO)软件C函数,它使用内置的诊断在每个 HRPW并返回最佳比例因子对于一个给定的操作点。这个比例因子变化慢慢在有限范围内所以优化的C函数可以运行非常缓慢地在一个背景循环。CMP和CMPAH寄存器是在内存配置，以便32位数据能力的280x CPU可以写成一个连接值，即CMPA:CMPAHR 映射方案已经实现在两个 C和汇编，见第2.5节。实际的实现利用了 32位CPU勺体系结构28 xx,有点不同部分 所示的步骤2.3.2。时间关键控制回路，每个循环计数，组装版本推荐。这是一个循环优化函数(11 SYSCLKOUT 周期)，需要一个最喜欢的责任值作为

24、输入，并写一个CMPA:CMPAHF值。2.3.3周期性的距离限制在高分辨率模式下，MEP并不活跃，100%的PW期。它变得操作：?3 SYSCLK周期期间过后开始当诊断被禁用?6 SYSCLK周期期间过后开始当SF够断正在运行工作周期范围限制见图6。这种限制强加了一个较低的工作周期上限MEP例如，精密边缘控制不可用一路跌至0%T作循环。尽管对于第一个 3或6次，HRPW能力并不可用，普通PW责任控制仍然是完全运行到 0%勺关 税。在大多数应用程序中这应该不是一个问题作为控制器调节点通常不是设计为接近0%工作循环。为了更好地理解可用的工作周期范围，见表5Tablft 5l Duty Cycli

25、c Range Limitation for 3 and 6 SYSCLKTBCLK CyclesPWM(IiHsJ1 Cycin Milmum DutyMinlrnum Duty2K>01.2%41001 2%2 4%eoo1 6%3 6'keoo2 4%4 8%10003屜0 0% 2003冊7 w14-oa4 2%8 4-%4 6%18D05 4%W 6%20006 Cfe12.0%Syst-wn clock - Ts-imout = Id n? SysKri ckick = TSCLK 畳 100 MHz如果应用程序要求HRPW操作在低的工作周期地区，那么HRPWM以被配

26、置为运行在倒计时的方式与前沿位 置（REP）控制的MEP这是见图7。在这种情况下，低的关税限制不再是一个问题。 然而，将一个最大责任限制 相同百分比数字表5中给出。Figure 7, High % Duty Cycle Range Li mil at ion Example when PVJM Frequency = 1 MHz微边缘定位器（MEP）逻辑能够把一个边缘在255的一个离散时间的步骤。作为前面所提到的，这些步骤的大小是150的量级ps（参见特定于设备的数据表典型的ME步长在你的设备）。大小各异的ME一步基于最坏的过程参数、操作温度和电压。欧洲议会议员步骤大小的增加而减小电压和提高温

27、度和随增加电压和降低温度。应用程序使用HRPW特性应该使用ti提供MEP匕例因子优化器（SFO）软件函数。SFO有助于动态确定步骤的 数量每SYSCLKOUT MEPHRPW时期是在操作。利用 MEPE力有效地在 Q15CMPA:CMPAH映射函数（见部分 2.3.2）,正确的值为ME比例因子（MEP_ScaleFactor）需要知道的软件。为了实现这个目标，每个模块有HRPWM 建于自检和诊断能力这可以用于确定最优MEP_ScaleFactor值对于任何操作条件。TI提供了一个c可调用的库函数，这些函数包含两个SFOJ用这个硬件和决定最佳 MEP_ScaleFactor。因此，ME控制和诊断

28、寄存器是 留给TI使用。目前,有两个发布版本的库 SFO_TI_Build.lib 和SFO_TI_Build_V5.lib .Versions 2, 3, and 4TI内部只有。详细描述SFO_TI_Build.lib软件下面的函数。注意：SFO_TI_Build_V5.lib软件功能,支持多达16 HRPWM通道在附录A中可以找到，连同一个高层次的比较表之间的两个库版本。表6提供了功能的描述两个SF孵例程在SFO_TI_Build.libTable 6. SFO Library RoutinesF Lin cti onDe sc iipti onSFD_MepDls(n) scele F

29、aclor CiptimlZAr wdh MEP 匚*理刖首日Th& routing runsciitpraLion logit; vm orks-卅 h 曲n HR PM加I 右刊口日 b Mice mbHFSF'uVW capbilites cannot Be run conz：Lirre-nHy when theit being used.irsvEC-LKGUT = 丁吕匚 = loo MHz ami 自spuming mep 引却兮 sna is 150 ps TyprcB vaUe et 100 MHz 二曲 MEP steps per unit TBCLK

30、63; 10 n&The 1i_ndian Teturn-s a va lb in the vanabls arraykiEFs:abFactOinnj l Number or njef stepsfE-YSCLKOUTifTBClLK 阳 ftot IQ SVSCLKO UT trwn rexjrwJ 皿lug mus-t 凶 jdjustvd to reflect the connect TBCLK mEF D*r I ?ClK = MEF_5P|-F.rn| * (SVSCLOUT/TB.' LKf1i'tample KTBCLK -SYSCLKO lT/2,n

31、Is the ePWM module number on which th# SFO function operateB. !'. s n -门盘'I'：1 叮八L咐"I F 廿7t -.-r -Fun-cfi onDescfiptiowiTable 6, SFO Library Routines (conHnoed)MEP 创昭1 psrTBCLH = mEP_Sm -aFactgrr(n|*(100/50) =6-6 * 壬二 132 心CArirtrAlhtt w亦 u4ihig this fLlhEliorli：O_hf&pDiE|n) can

32、 be used with SrSCLKOLlT friDm 50 MHz ta rnzirnum SYSCLK hr&zajancy MEF'I' . j jL * - I "-y.J F I I. - .J'. LLL m. J. i ； .j h i .j lsr 川 士 i-jFO_WpDi!.|n) Linclion 迦呂 net require d vlarnngiFazlor 暗1* Aoan-naliv. TBCLK Eust qual5Y3CLK0UTto y»ii ofir of m硝 护呐料 moijuiie- i&am

33、p; net )n Hf?pw mdde in w pt c&n be <>dic®tecl Io run ihg 寄fu崎口osft巧 I - L 1.|-，. .' - L - - -'- -" -I -'-3-I"! - " - : I -app ©I io i.ithr 孑WM moiiuloi. Ttil& 鮎=umgs 山破 ailHRPy1 modJf- & i.EF stepssinnliar bul m曲 nol be 咖價如Th® ePWM E©

34、du阳 thit 吃 rot &ctiw in hRPvmm mde 临 Sil fully q脅adcinai in oarwnlKinai PwvM mod© andan tig u&jd t_ dre pwm$1=0 runec： n inly niakauw M tx mep刃皿k-gi：I lie jirr -Td i i i j H- /i/ n.de ip_r |g d < ? «u « i j il hr t：sticn5FO_Mt pEri(nj Ssai® Facior Oizdmizer ft (in Mep

35、Emati 9dThis口Liiinm rurns 曰口war ss She c刖 rslon bgic k Lsed corctrrertly wti 日 hPRl'I capsDilitE an? terig used tno 助pwm module-.ilSYSCLkOUT - T&：LK - 100 MHj an assuming MEP ftsps e)2« 鬥 IDpsTj/po Ml value at 100 MH-7 =丽 MEP st-sp? piri nlt tec Lk 10 ng；Tt& tunctien retuiTE 毎 u曰lu各

36、 in fitia 口日mb b 甲"旧皆biEP 敏al疔adortn*3=勿mfp 打旳豺$作-lkqhjt-umteroHWEPteps/TBLKA 1校准逻辑工作运行得更快当HRPW功能被禁用时;HRPW功能不能同时运行当ePWM被使用时。如果SYSCLKOUT TBCLK= 100 MHZW假设ME步骤大小是150 ps，典型的价值在100 MHz = 66单位TBCLKMEP步骤(10纳秒)。这个函数返回一个值在变量数组：MEP_ScaleFactorn = Number of MEP steps/SYSCLKOUT如果TBCLI不等于SYSCLKOU然后返回的值必须进行

37、调整，以反映正确的TBCLK:MEP steps per TBCLK = MEP_ScaleFactorn * (SYSCLKOUT/TBCLK)示例：如果 TBCLK = SYSCLKOUT / 2, MEP steps per TBCLK = MEP_ScaleFactorn * (100/50) =66 * 2 = 132限制使用此函数时：SFO_MepDis(n)可以用于从50MHz SYSCLKOU到最大SYSCL频率。MEP使用SYSCLKOI不TBCL诊断学逻辑,因此SYSCLKOUT制是一个重要的约束。SFO_MepDis(n)函数不需要开始比例因子值。此外，TBCLK必须相等

38、SYSCLKOUT如果一个ePW模块不是用于HRPWM式,那么它可以用来运行 SFO断模块的运行HRPWM式。这里只有一个 MEP_ScaleFactor所获得的价值可以应用于其他 ePW模块。这假定所有HRPWM块的ME步骤是相似的，但可 能不是相同。这个ePW模块,不活跃在HRPWM式仍然是完全运作在传统 PW方式和可以用来驱动PWI别针。 英国严重欺诈办公室函数只利用 ME诊断逻辑。其他ePW模块操作在HRPWM式蒙受只有3周期最小责任限制这个例程运行缓慢的校准逻辑是并发，而HRPWM能正在被使用由ePW模块。如果 SYSCLKOUT = TBCLK = 100 MH和假设 ME步骤大小是 150 ps典型的价值在