第2章_TMS320X281X的结构、资源及性能

1、第第2章章 TMS320X281X的结构、资源及性的结构、资源及性能能TI DSP具体型号的含义TMS320X2812是是TI公司推出的公司推出的32位定点位定点DSP芯片。广泛应用于工业控制，特别是应芯片。广泛应用于工业控制，特别是应用在处理速度、处理精度要求较高的领域。用在处理速度、处理精度要求较高的领域。或者是应用于需要大批量数据处理的测控场或者是应用于需要大批量数据处理的测控场合。合。采用哈佛总线结构；数据吞吐率提高了一倍采用哈佛总线结构；数据吞吐率提高了一倍流水线操作。流水线操作。主 要 型 号 有主 要 型 号 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技术：CPU主频高达150MHz，时钟周期为6.67ns。采用低功耗设计，当内核电压为1.8V时，主频为135MHz，当内核电压为1.9V时，主频为150MHz，I/O口引脚电压为3.3V。FLASH编程电压为3.3V。2.1 TMS320X281X的性能的性能2. 支持JTAG在线仿真接口。3. 高性能的32位中央处理器(TMS320C28x)：一个周期内能够完成32位32位的乘法累加运算。一个周期内能够完成2个16位16位的乘法累加运算。采用哈佛总线结构模式。具有快速的中断响应和中断处理能

3、力。具有统一的寄存器编程模式。编程可兼容C/C+语言以及汇编语言。2.1 TMS320X281X的性能的性能4. 芯片内的的存储空间TMS320F2812片内含有128K16位的FLASH，分为4个8K16位和6个16K16位的存储段，而TMS320C2812片内含有128K16位的ROM。具有1K16位的OTP ROM空间。H0：一块8K16位的随机存储器(SARAM)。L0和L1：两块4K16位的随机存储器(SARAM)。M0和M1：两块1K16位的随机存储器(SARAM)。2.1 TMS320X281X的性能5. Boot ROM空间空间大小为4K16位。内含软件启动模式。内含标准的数学

4、函数库。6. 外部存储器接口有多达1M16位的总存储空间。3个独立的片选信号。可编程的等待时间。可编程的读写时序。7. 时钟和系统控制内含看门狗定时器模块。具有片内振荡器。支持动态锁相环倍频。2.1 TMS320X281X的性能8. 3个外部中断9. 外部中断模块PIE可支持96个外部中断，当前仅使用了45个外部中断。10. 3个32位的CPU定时器。11. 128位安全密钥可以保护FLASH/ROM、OTP ROM和L0、L1 SARAM。防止系统中的软件程序被修改或读取。12. 先进的仿真模式具有实时分析以及设置断点的功能。支持硬件仿真。2.1 TMS320X281X的性能13. 开发工具

5、开发工具TI公司公司DSP集成开发环境集成开发环境(Code Composer Studio，CCS)。JTAG仿真器，目前主要型号有仿真器，目前主要型号有XDS510仿真器和仿真器和XDS560仿真器，对于仿真仿真器，对于仿真TMS320X2812，使用，使用XDS510仿真器已经足够。仿真器已经足够。14. 低功耗模式和节能模式低功耗模式和节能模式支持支持IDLE、STASNDBY、HALT模式，即支持空闲模模式，即支持空闲模式、等待模式以及挂起模式。式、等待模式以及挂起模式。可独立禁止可独立禁止/使能各个外设的时钟。使能各个外设的时钟。2.1 TMS320X281X的性能15. 可选的芯

6、片封装可选的芯片封装179引脚的引脚的BGA封装，带有外部存储器接口封装，带有外部存储器接口176引脚的引脚的LQFP封装，带有外部存储器接口封装，带有外部存储器接口由于由于BGA封装的焊接比较困难，在小批量的情封装的焊接比较困难，在小批量的情况下，手工一般无法完成，机器焊接的成本也况下，手工一般无法完成，机器焊接的成本也远远高于远远高于LQFP封装的焊接成本，因此，通常设封装的焊接成本，因此，通常设计时使用的是计时使用的是176引脚的引脚的LQFP封装。封装。16. 温度选择温度选择 A：-40+85。 S：-40+125。硬件特点硬件特点TMS320F2812TMS320C2812指令周期

7、（指令周期（150MHz）6.67ns6.67ns内核电压为多少内核电压为多少V，时钟频率达到，时钟频率达到150M1.9V1.9V输入输出口电压输入输出口电压3.3V3.3V片内片内RAM18K1618K16片内片内FLASH128K16无无片内片内ROM无无128K16Boot ROM有有有有掩膜掩膜ROM有有有有片内片内FLASH/ROM/SRAM的密码保护的密码保护有有有有外部存储器接口外部存储器接口有有有有看门狗定时器看门狗定时器有有有有32位的位的CPU定时器定时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串行外围接口串行外围接口SPI有有有有局域网控制器局域网控制器CAN通信通信有有有有多通道缓冲串行接口多通道缓冲串行接口McBSP有有有有复用的数字输入输出引脚复用的数字输入输出引脚56个个56个个外部中断源外部中断源3个个3个个封装封装179针的针的BGA176针的针的LQFP179针的针的BGA176针的针的LQFP工作温度范围工作温度范围A：-40+85S：-40+125A：-40+85S：-40+1252.2 TMS320X2812的外设2.2.1 事件管理器 EV具有两个事件管理器具有两个事件管理器EVA、EVB。两个事件管。两个事件管理

9、器具有相同功能的定时器、比较单元、捕获理器具有相同功能的定时器、比较单元、捕获单元，只是命名不同。单元，只是命名不同。每个事件管理器具有每个事件管理器具有2个通用定时器个通用定时器。每个事件管理器具有每个事件管理器具有3个全比较单元个全比较单元。每个事件管理器具有每个事件管理器具有3个捕获单元个捕获单元。共可产生共可产生4路独立的路独立的PWM波形，和波形，和6对共对共12路路互补的互补的PWM波形，因此波形，因此TMS320X2812可广泛可广泛的应用于电力电子、电机控制领域。的应用于电力电子、电机控制领域。电机控制、逆变器、变频器应用等电机控制、逆变器、变频器应用等TtontUg1,4Ug

10、2,3Tton002.2.2 模数转换器 AD理论上采样精度为理论上采样精度为12位，在实际使用中位，在实际使用中采样精度为采样精度为9位或位或10位，经过硬件、软位，经过硬件、软件校正措施，精度可有效提高。件校正措施，精度可有效提高。28路输入通道。路输入通道。具有具有2个个采样保持器采样保持器(Sample-Hold Controller)。具有单一或者级联两种转换模式。具有单一或者级联两种转换模式。最高转换速率为最高转换速率为80ns(12.5Msps)。现实世界的模拟量和微控制器的数据传输桥梁现实世界的模拟量和微控制器的数据传输桥梁2.2.3 串行通信接口SCI每个每个TMS320X2

11、812芯片具有芯片具有2个串行通信接个串行通信接口口SCIA和和SCIB。采用接收、发送双线制。采用接收、发送双线制。标准的异步串行通信接口，即标准的异步串行通信接口，即UART口。口。支持可编程配置为多达支持可编程配置为多达64K种不同的通信速率。种不同的通信速率。可实现半双工或者全双工的通信模式。可实现半双工或者全双工的通信模式。具有具有16级深度的发送级深度的发送/接收接收FIFO功能，从而有功能，从而有效降低了串口通信时效降低了串口通信时CPU的开销。的开销。实现和计算机之间实现数据传输实现和计算机之间实现数据传输2.2.4 串行外围设备接口 SPI(Serial Peripheral

12、 Interface)具有两种可选择的工作模式，主模式或具有两种可选择的工作模式，主模式或者从模式。者从模式。支持支持125种可编程的波特率。种可编程的波特率。发送和接收可以同步操作，可实现全双发送和接收可以同步操作，可实现全双工通信模式。工通信模式。具有具有16级深度的发送级深度的发送/接收接收FIFO功能，功能，发送数据的时候数据与数据之间的延时发送数据的时候数据与数据之间的延时可以进行控制。可以进行控制。扩展外围设备，例如，外扩高精度扩展外围设备，例如，外扩高精度ADC，外扩，外扩EEPROM,LCD显示驱动器，网络控制器，显示驱动器，网络控制器，DAC等等2.2.5 局域网通信控制器

13、CAN支持完全兼容的支持完全兼容的CAN2.0B总线协议。总线协议。最高支持最高支持1Mb/s的总线通信速率。的总线通信速率。具有具有32个可编程的邮箱。个可编程的邮箱。低功耗模式。低功耗模式。具有可编程的总线唤醒模式。具有可编程的总线唤醒模式。可自动应答远程请求消息。可自动应答远程请求消息。串行通信接口串行通信接口SCI通信时一对一，串行外设接口通信时一对一，串行外设接口SPI通信时通信时组成一个网络，只有一个设备作为主机，其余从机。组成一个网络，只有一个设备作为主机，其余从机。CAN则是一种多主局域网，网络中各设备均可做主机模式。则是一种多主局域网，网络中各设备均可做主机模式。工业自动化、

14、交通工具、医疗器械、机械制造、自动化仪表工业自动化、交通工具、医疗器械、机械制造、自动化仪表2.2.6 多通道缓冲串行接口McBSP全双工通信方式。全双工通信方式。双倍缓冲的传送和三倍缓冲的接收，并适用于连续双倍缓冲的传送和三倍缓冲的接收，并适用于连续的数据流。的数据流。128个通道可用于传送和接收。个通道可用于传送和接收。多通道选择模块允许和终止每一个通道的传输。多通道选择模块允许和终止每一个通道的传输。用两个用两个16级、级、32位的位的FIFO代替代替DMA（直接存储器（直接存储器存取）。存取）。可直接连接于工业标准多媒体数字信号编解码器、可直接连接于工业标准多媒体数字信号编解码器、模拟

15、接口芯片以及可串行连接的模拟接口芯片以及可串行连接的A/D和和D/A转换器。转换器。TMS320X2812芯片179针GHH球形网络阵列BGA封装（球形触点陈列,表面贴装型封装）顶视图2.3 TMS320X2812的引脚分布及引脚功能2.3.1 引脚分布TMS320X2812芯片176针LQFP封装（四方扁平式封装技术）顶视图2.3.2 引脚功能TMS320X2812的所有引脚输入电平均与的所有引脚输入电平均与TTL电平电平兼容，而输出电平为兼容，而输出电平为3.3V的的CMOS电平。电平。TTL电平和电平和CMOS电平的区别就在于输入电平的区别就在于输入/输出高电输出高电平或者低电平的电平标

16、准上平或者低电平的电平标准上。对于对于TMS320X2812芯片的引脚输入电平：检测到芯片的引脚输入电平：检测到电平低于电平低于1.2V就认为是低电平，电平高于就认为是低电平，电平高于2.0V就认就认为是高电平为是高电平对于对于TMS320X2812芯片的引脚输出电平：计算电芯片的引脚输出电平：计算电平标准所需的平标准所需的Vcc=3.3VTMS320X2812芯片的引脚绝对不能输入芯片的引脚绝对不能输入5V电平，电平，否则烧毁芯片。内核否则烧毁芯片。内核1.8V，1.9V。I/O口口3.3V。引脚电气方向引脚电气方向 高电平（高电平（1）低电平（低电平（0）输输 入入2. 0V2. 4V0.

17、 7Vcc0. 9Vcc0. 8VccCMOS电平标准电平标准Vcc=3.3VTMS320X2812TMS320X2812的引脚按功能的引脚按功能分类：分类：电源信号电源信号外部存储器接口信号（外部存储器接口信号（XINTFXINTF）ADCADC模拟输入信号模拟输入信号通用输入通用输入/ /输出（输出（GPIOGPIO）或外围信号）或外围信号JTAGJTAG接口及其他信号接口及其他信号1、电源信号引脚、电源信号引脚1、电源信号引脚、电源信号引脚-续续1、电源信号引脚、电源信号引脚-续续N8J4L7L10N14G11E92、外部存储器接口、外部存储器接口（XINTF）信号引脚）信号引脚2、外部存储器接口、外部存储器接口（XINTF）信号引脚信号引脚-续续2、外部存储器接口、外部存储器接口（XINTF）信号引脚信号引脚-续续3、ADC模拟输入信号引模拟输入信号引脚脚