第2章 TMS320C2000系列DSP芯片的基本结构及性能
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2.3 Concerto系列基本结构及性能 2.3.1 F28M35x系列 2.3.2 F28M36x系列
2.4 C28x Delfino系列基本结构及性能 2.4.1 TMS320F281x系列DSP的主要性能 2.4.2 TMS320F2812DSP的功能结构图及片内外设 2.4.3 TMS320F2812DSP的引脚分布及功能
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▲ 3个32位的CPU定时器 ▲ 马达控制外围设备：两个事件管理器 ▲ 串口外围设备：SPI /SCI/ UART/eCAN/McBSP ▲ 12位的ADC，16通道：80ns/12.5MSPS ▲ 有56个独立的可编程、多用途通用输入/输出（GPIO）引脚 ▲ 高级的仿真特性：分析和设置断点的功能，实时硬件调试功能 ▲ 开发工具: ANSI C/C++编译器/汇编程序/连接器、支持TMS320C24x/240x的
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C2000是一种注重实时控制应用的微控制器系列，应用 范围包括数字电源、数字电机控制、位置传感、汽车雷达等。 C2000器件核心是一个32位C28x CPU，其频率范围介于40400MHz之间，外加浮点单元，部分器件还配有控制律加速器 （CLA），它实际上成为与CPU并行运行的第二个内核，能 够独立地控制外设。
• TI C2000 32 位微处理器的Delfino浮点系列目前有 三种高性能产品，F2833x、F2834x和F2837xD系列， 为实时控制应用带来了领先的浮点性能和集成度。
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2.2.1 F2833x系列
F2833x系列速度为100-150MHz，Flash多达 512KB。它们是针对要求严格的控制应用的高度集成、 高性能解决方案。
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2.1.2 F2803x系列
F2803x系列把Flash提高到128KB，是配有可选的浮点协处 理器（称为“控制律加速器”-CLA），可独立访问反馈与前馈 外设，能够提供并行控制环路，以强化主CPU，是实现并行控 制环路处理的最早产品系列 。
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2.1.3 F2805x系列
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2.4.1 TMS320F281x系列DSP的主要性能
TMS320F281x系列DSP产品主要包括片内集成Flash存储 器的F2810、F2811和F2812，与片内集成只读存储器ROM的 C281x系列DSP相比，F281x系列的Flash可以由用户反复编 程，便于系统调试和代码升级，是用户通常选用的系列，而 C281x系列的片内ROM只能由用户提供程序代码给厂家掩膜 一次，适用于产品定型后的大批量产品。
目前在TMS320C2000系列产品中，TI主要推出了四个系 列主流产品，即使用广泛的C28x定点系列、低成本与高创新 的C28x Piccolo系列、C28x Delfino浮点性能系列以及基于 C28x和ARM Cortex-M3的Concerto多核系列。图2-1给出了 TI公司28x系列DSP的发展趋势。
2.4 C28x定点系列基本结构及性能
• 2003年，TI公司首次推出核心产品32位C28x内核芯 片，它包括F281x、F280x 和F282x等产品系列，它 们具有多种外设和存储器配置，可满足不同的控制 应用要求。
• TMS320C28x是到目前为止用于数字控制领域性能 最好的DSP芯片。这种芯片采用32位的定点DSP核， 最高速度可达400MIPS，可以在单个周期内完成 32×32位的乘累加运算，具有增强的电机控制外设、 高性能的模数转换能力和改进的通信接口，具有 8GB的线性地址空间，采用低电压供电（3.3V外设 /1.8V核），与TMS320C24x源代码兼容。
指令、代码编辑集成环境、DSP/BIOS、硬件评估板
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2.4.2 TMS320F2812 DSP的功能结构图 及片内外设
TMS320F2812是TI公司推出的功能强、性能优越的32 位定点DSP芯片之一。时钟周期为6.67ns（时钟频率为 150MHz），32×32位的硬件乘法器，2个12位、16路的A/D 转换器，转换时间为80ns，16路的PWM通道，4个定时器， 一个SPI，两个SCI，一个改进的控制局域网eCAN，一个多 通道缓冲串行接口McBSP，56个GPIO引脚，具有增强的电 机控制外设，高性能的模数转换能力和改进的通信接口，与 TMS320LF24xA源代码兼容。TMS320F2812的功能结构框图 如图所示。
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2.2 C28x Delfino系列基本结构及性能
• 2009年3月，TI针对高端实时控制应用，推出基于 C2000平台的全新产品Delfino系列，同样同样取自 意大利语“海豚”。以其像海豚的灵动与聪慧那样， 该系列产品寄托了设计师对产品的美好期望： Delfino系列能以其双倍于以往产品的浮点性能，充 分满足更高智能、更低能耗的高端实时控制市场的 需求。
• “Concerto”一词源自拉丁文，取义“协奏曲”，也就是两 种因素既竞争又协作的意思。该系列产品体现了这种特点。 Concerto系列产品是一款具有独立通信和实时控制子系统的 多内核片载系统微控制器 。
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2.3.1 F28M35x系列
F28M35H52/22C，F28M35M52/22C和 F28M35M/E20B是Concerto F28M35x系列产 品。
Automotive Radar Subwoofers（低音炮）
Fast, high resolution signal processing Peripheral suite optimized for control applications
C2000 Control Applications
Commercial, Industrial, & Consumer UPS
Multi-channel DC/DC converters
Solar & Wind Fra Baidu biblioteknverters
Hybrid Vehicles
3-phase metering with PLC
Torque, pressure, liquid flow, or gas sensors
F2805x Piccolo 系列与前面介绍的芯片不同的是在其模拟 前端（AFE）包含多达七个比较器，它们具有多达三个数模转 换器（DAC），一个VREFOUT 经缓冲的DAC，多达四个可编 程增益放大器（PGA）和四个数字滤波器。
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2.1.4 F2806x系列
F2806x包括一个浮点单元（FPU）以及双存储器和新的 Viterbi复杂数学单元（VCU），为Piccolo带来浮点运算功能， 以提高性能与易用性。同时在F2803x基础之上增加了USB接口 与主控制器，处理复杂映射的VCU，而且把RAM 扩大到 100KB，Flash扩展到256KB。
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2.1 C28x Piccolo系列基本结构及性能
2008年10月，TI发布了基于C2000 DSP的 Piccolo系列，取自意大利语“风笛”，是以小巧、 低成本、高集成度为主要特点的32位微控制器，采 用最新的架构技术成果和增强型外设，能够提供一 款低成本的高集成度解决方案，有助于在成本敏感 型应用中实现处理器密集型的32位实时控制功能。 Piccolo系列可提供多种封装版本和外设选项，实现 了高性能、高集成度、小尺寸以及低成本的完美组 合。
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2.3 Concerto系列基本结构及性能
• 2011年6月，TI公司宣布推出新型C2000 Concerto 双核微控 制器系列，可帮助用户设计出环保性能与连接能力更佳的应 用。这种新型Concerto 32位微控制器将TI的具有同类领先 性能的C28x内核及控制外设与ARM Cortex-M3通信内核及 连接外设组合起来并于同一个芯片，以提供一种分区明确的 架构，可在单个具有成本效益的器件中支持实时控制和高级 连接。另外，还增加了新的安全保密功能，创建了易于产品 开发的软件基础架构。
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2.2.2 C2834x系列
C2834x系列性能翻倍，达到300MHz，但是此系 列解决方案仅限于基于RAM的存储，RAM可达到 516KB。
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2.2.3 F2837xD系列
F2837xD系列支持双核C28x处理功能与双实时控制律加速 器（CLA），可提供800 MIPS浮点性能，从而可帮助用户为计 算要求严格的控制应用开发低时延系统，还可通过将多个嵌入 式处理器整合在单个系统中以降低复杂性，充分满足高级伺服 驱动器、太阳能中央逆变器以及工业不间断电源（UPS）等需 要实时信号分析的应用需求。
第2章 TMS320C2000系列DSP芯片的 基本结构及性能
2.1 C28x Piccolo系列基本结构及性能 2.1.1 F2802x系列 2.1.2 F2803x系列 2.1.3 F2805x系列 2.1.4 F2806x系列
2.2 C28x Delfino系列基本结构及性能 2.2.1 F2833x系列 2.2.2 C2834x系列 2.2.3 F2837xD系列
TMS320F281x系列DSP的主要芯片为TMS320F2810和 TMS320F2812。两种芯片的差别是：F2812内含128K×16位 的片内Flash存储器，有外部存储器接口，而F2810仅有 64K×16位的片内Flash存储器，且无外部存储器接口。
本书将以TMS320F2812 DSP芯片作为主要的介绍对象。
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Digital Motor Control Digital Power Supplies Advanced Sensing
Industrial Drives Servo Control Home appliances Electric Power
Steering
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2.1.1 F2802x系列
F2802x Piccolo系列为C28x内核供电，此内核与低引脚数量 器件中的高集成控制外设相耦合。该系列的代码与以往基于 C28x的代码相兼容，并且提供了很高的模拟集成度。 F2802x 系列速度为40-60MHz，配有多达64KB Flash，属于低成本入门 级产品。
响应和处理
▲ 片内存储器：128KFlash、2个4K的随机存储器、1个8K的SARAM，
2个1K的SARAM
▲ 根只读存储器（Boot ROM）4K×16位 ▲ 外部存储器接口：可编程等待状态： ▲ 时钟与系统控制：片上振荡器、看门狗定时器模块 ▲ 三个外部中断 ▲ 外部中断扩展（PIE）模块 ：可支持45个外部中断 ▲ 128位的密钥
600 MFLOPS 16-bit ADC
C28xxx
Piccolo
40 MIPS VREG, COMP
Piccolo
60 MIPS VREG, COMP
安徽工程大学电气工程学院
TMS320F2812主要特点
▲ 高性能静态CMOS技术：150MHz时钟、低功耗设计、编程电压3.3V。 ▲ JTAG边界扫描（Boundary Scan）支持 ▲ 高性能的32位中央处理器：哈佛总线结构、双16位乘加单元、迅速的中断
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Device Production Sampling Development Future
F281x
150 MIPS
F280xx
60 -100 MIPS
C2000 Roadmap
C28xxx
F282xx
150 MIPS DMA
F283xx
300 MFLOPS DMA
Delfino
2.3.2 F28M36x系列
F28M36x微控制器完美集成了由C28x数字 信号处理器提供的实时精确控制以及由ARM Cortex-M3内核与片上外设实现的高级连接性。 F28M36P63/53C，F28M36H53C/B和 F28M36H33C/B是Concerto F28M36x系列产品
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2.3 Concerto系列基本结构及性能 2.3.1 F28M35x系列 2.3.2 F28M36x系列
2.4 C28x Delfino系列基本结构及性能 2.4.1 TMS320F281x系列DSP的主要性能 2.4.2 TMS320F2812DSP的功能结构图及片内外设 2.4.3 TMS320F2812DSP的引脚分布及功能
安徽工程大学电气工程学院
▲ 3个32位的CPU定时器 ▲ 马达控制外围设备：两个事件管理器 ▲ 串口外围设备：SPI /SCI/ UART/eCAN/McBSP ▲ 12位的ADC，16通道：80ns/12.5MSPS ▲ 有56个独立的可编程、多用途通用输入/输出（GPIO）引脚 ▲ 高级的仿真特性：分析和设置断点的功能，实时硬件调试功能 ▲ 开发工具: ANSI C/C++编译器/汇编程序/连接器、支持TMS320C24x/240x的
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C2000是一种注重实时控制应用的微控制器系列，应用 范围包括数字电源、数字电机控制、位置传感、汽车雷达等。 C2000器件核心是一个32位C28x CPU，其频率范围介于40400MHz之间，外加浮点单元，部分器件还配有控制律加速器 （CLA），它实际上成为与CPU并行运行的第二个内核，能 够独立地控制外设。
• TI C2000 32 位微处理器的Delfino浮点系列目前有 三种高性能产品，F2833x、F2834x和F2837xD系列， 为实时控制应用带来了领先的浮点性能和集成度。
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2.2.1 F2833x系列
F2833x系列速度为100-150MHz，Flash多达 512KB。它们是针对要求严格的控制应用的高度集成、 高性能解决方案。
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2.1.2 F2803x系列
F2803x系列把Flash提高到128KB，是配有可选的浮点协处 理器（称为“控制律加速器”-CLA），可独立访问反馈与前馈 外设，能够提供并行控制环路，以强化主CPU，是实现并行控 制环路处理的最早产品系列 。
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2.1.3 F2805x系列
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2.4.1 TMS320F281x系列DSP的主要性能
TMS320F281x系列DSP产品主要包括片内集成Flash存储 器的F2810、F2811和F2812，与片内集成只读存储器ROM的 C281x系列DSP相比，F281x系列的Flash可以由用户反复编 程，便于系统调试和代码升级，是用户通常选用的系列，而 C281x系列的片内ROM只能由用户提供程序代码给厂家掩膜 一次，适用于产品定型后的大批量产品。
目前在TMS320C2000系列产品中，TI主要推出了四个系 列主流产品，即使用广泛的C28x定点系列、低成本与高创新 的C28x Piccolo系列、C28x Delfino浮点性能系列以及基于 C28x和ARM Cortex-M3的Concerto多核系列。图2-1给出了 TI公司28x系列DSP的发展趋势。
2.4 C28x定点系列基本结构及性能
• 2003年，TI公司首次推出核心产品32位C28x内核芯 片，它包括F281x、F280x 和F282x等产品系列，它 们具有多种外设和存储器配置，可满足不同的控制 应用要求。
• TMS320C28x是到目前为止用于数字控制领域性能 最好的DSP芯片。这种芯片采用32位的定点DSP核， 最高速度可达400MIPS，可以在单个周期内完成 32×32位的乘累加运算，具有增强的电机控制外设、 高性能的模数转换能力和改进的通信接口，具有 8GB的线性地址空间，采用低电压供电（3.3V外设 /1.8V核），与TMS320C24x源代码兼容。
指令、代码编辑集成环境、DSP/BIOS、硬件评估板
安徽工程大学电气工程学院
2.4.2 TMS320F2812 DSP的功能结构图 及片内外设
TMS320F2812是TI公司推出的功能强、性能优越的32 位定点DSP芯片之一。时钟周期为6.67ns（时钟频率为 150MHz），32×32位的硬件乘法器，2个12位、16路的A/D 转换器，转换时间为80ns，16路的PWM通道，4个定时器， 一个SPI，两个SCI，一个改进的控制局域网eCAN，一个多 通道缓冲串行接口McBSP，56个GPIO引脚，具有增强的电 机控制外设，高性能的模数转换能力和改进的通信接口，与 TMS320LF24xA源代码兼容。TMS320F2812的功能结构框图 如图所示。
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2.2 C28x Delfino系列基本结构及性能
• 2009年3月，TI针对高端实时控制应用，推出基于 C2000平台的全新产品Delfino系列，同样同样取自 意大利语“海豚”。以其像海豚的灵动与聪慧那样， 该系列产品寄托了设计师对产品的美好期望： Delfino系列能以其双倍于以往产品的浮点性能，充 分满足更高智能、更低能耗的高端实时控制市场的 需求。
• “Concerto”一词源自拉丁文，取义“协奏曲”，也就是两 种因素既竞争又协作的意思。该系列产品体现了这种特点。 Concerto系列产品是一款具有独立通信和实时控制子系统的 多内核片载系统微控制器 。
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2.3.1 F28M35x系列
F28M35H52/22C，F28M35M52/22C和 F28M35M/E20B是Concerto F28M35x系列产 品。
Automotive Radar Subwoofers（低音炮）
Fast, high resolution signal processing Peripheral suite optimized for control applications
C2000 Control Applications
Commercial, Industrial, & Consumer UPS
Multi-channel DC/DC converters
Solar & Wind Fra Baidu biblioteknverters
Hybrid Vehicles
3-phase metering with PLC
Torque, pressure, liquid flow, or gas sensors
F2805x Piccolo 系列与前面介绍的芯片不同的是在其模拟 前端（AFE）包含多达七个比较器，它们具有多达三个数模转 换器（DAC），一个VREFOUT 经缓冲的DAC，多达四个可编 程增益放大器（PGA）和四个数字滤波器。
安徽工程大学电气工程学院
2.1.4 F2806x系列
F2806x包括一个浮点单元（FPU）以及双存储器和新的 Viterbi复杂数学单元（VCU），为Piccolo带来浮点运算功能， 以提高性能与易用性。同时在F2803x基础之上增加了USB接口 与主控制器，处理复杂映射的VCU，而且把RAM 扩大到 100KB，Flash扩展到256KB。
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安徽工程大学电气工程学院
2.1 C28x Piccolo系列基本结构及性能
2008年10月，TI发布了基于C2000 DSP的 Piccolo系列，取自意大利语“风笛”，是以小巧、 低成本、高集成度为主要特点的32位微控制器，采 用最新的架构技术成果和增强型外设，能够提供一 款低成本的高集成度解决方案，有助于在成本敏感 型应用中实现处理器密集型的32位实时控制功能。 Piccolo系列可提供多种封装版本和外设选项，实现 了高性能、高集成度、小尺寸以及低成本的完美组 合。
安徽工程大学电气工程学院
2.3 Concerto系列基本结构及性能
• 2011年6月，TI公司宣布推出新型C2000 Concerto 双核微控 制器系列，可帮助用户设计出环保性能与连接能力更佳的应 用。这种新型Concerto 32位微控制器将TI的具有同类领先 性能的C28x内核及控制外设与ARM Cortex-M3通信内核及 连接外设组合起来并于同一个芯片，以提供一种分区明确的 架构，可在单个具有成本效益的器件中支持实时控制和高级 连接。另外，还增加了新的安全保密功能，创建了易于产品 开发的软件基础架构。
安徽工程大学电气工程学院
2.2.2 C2834x系列
C2834x系列性能翻倍，达到300MHz，但是此系 列解决方案仅限于基于RAM的存储，RAM可达到 516KB。
安徽工程大学电气工程学院
2.2.3 F2837xD系列
F2837xD系列支持双核C28x处理功能与双实时控制律加速 器（CLA），可提供800 MIPS浮点性能，从而可帮助用户为计 算要求严格的控制应用开发低时延系统，还可通过将多个嵌入 式处理器整合在单个系统中以降低复杂性，充分满足高级伺服 驱动器、太阳能中央逆变器以及工业不间断电源（UPS）等需 要实时信号分析的应用需求。
第2章 TMS320C2000系列DSP芯片的 基本结构及性能
2.1 C28x Piccolo系列基本结构及性能 2.1.1 F2802x系列 2.1.2 F2803x系列 2.1.3 F2805x系列 2.1.4 F2806x系列
2.2 C28x Delfino系列基本结构及性能 2.2.1 F2833x系列 2.2.2 C2834x系列 2.2.3 F2837xD系列
TMS320F281x系列DSP的主要芯片为TMS320F2810和 TMS320F2812。两种芯片的差别是：F2812内含128K×16位 的片内Flash存储器，有外部存储器接口，而F2810仅有 64K×16位的片内Flash存储器，且无外部存储器接口。
本书将以TMS320F2812 DSP芯片作为主要的介绍对象。
安徽工程大学电气工程学院
Digital Motor Control Digital Power Supplies Advanced Sensing
Industrial Drives Servo Control Home appliances Electric Power
Steering
安徽工程大学电气工程学院
2.1.1 F2802x系列
F2802x Piccolo系列为C28x内核供电，此内核与低引脚数量 器件中的高集成控制外设相耦合。该系列的代码与以往基于 C28x的代码相兼容，并且提供了很高的模拟集成度。 F2802x 系列速度为40-60MHz，配有多达64KB Flash，属于低成本入门 级产品。
响应和处理
▲ 片内存储器：128KFlash、2个4K的随机存储器、1个8K的SARAM，
2个1K的SARAM
▲ 根只读存储器（Boot ROM）4K×16位 ▲ 外部存储器接口：可编程等待状态： ▲ 时钟与系统控制：片上振荡器、看门狗定时器模块 ▲ 三个外部中断 ▲ 外部中断扩展（PIE）模块 ：可支持45个外部中断 ▲ 128位的密钥
600 MFLOPS 16-bit ADC
C28xxx
Piccolo
40 MIPS VREG, COMP
Piccolo
60 MIPS VREG, COMP
安徽工程大学电气工程学院
TMS320F2812主要特点
▲ 高性能静态CMOS技术：150MHz时钟、低功耗设计、编程电压3.3V。 ▲ JTAG边界扫描（Boundary Scan）支持 ▲ 高性能的32位中央处理器：哈佛总线结构、双16位乘加单元、迅速的中断
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Device Production Sampling Development Future
F281x
150 MIPS
F280xx
60 -100 MIPS
C2000 Roadmap
C28xxx
F282xx
150 MIPS DMA
F283xx
300 MFLOPS DMA
Delfino
2.3.2 F28M36x系列
F28M36x微控制器完美集成了由C28x数字 信号处理器提供的实时精确控制以及由ARM Cortex-M3内核与片上外设实现的高级连接性。 F28M36P63/53C，F28M36H53C/B和 F28M36H33C/B是Concerto F28M36x系列产品
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