Технические характеристики микроконтроллера TMS320F28027

Основные характеристики:

- 32-разрядный микроконтроллер Piccolo™ TMS320F28027 с предустановленным программным обеспечением;

- рабочая тактовая частота до 60 МГц;

- объем интегрированной Flash-памяти 64 кбайт, SRAM -памяти 12 кбайт;

- 8 каналов ШИМ;

- 7-канальный 12-битный АЦП;

- интегрированный датчик температуры;

- аналоговый компаратор;

- коммуникационные интерфейсы: SPI, I2C, UART;

- три 32-битных таймера, сторожевой таймер;

- до 20 линий ввода/вывода общего назначения;

- интегрированный изолированный эмулятор JTAG программатора или отладчика серии XDS100, обеспечивающий программирование и отладку в режиме реального времени посредством порта USB;

- кнопка сброса процессора и программируемые кнопки;

- контакты для доступа к портам микроконтроллера и установки дополнительных плат расширения;

- переключатели выбора режима загрузки (USB, UART);

- светодиоды статуса последовательного порта;

- совместимость со всеми микроконтроллерами семейства F2802x;

- напряжение питания 5 В (источник питания — порт USB);

- бесплатная неограниченная версия интегрированной среды разработки CodeComposerStudio v.5;

- бесплатное приложение control SUITE, обеспечивающее доступ к библиотекам, примерам, драйверам и документации.

C28x™ является следующим шагом в развитии платформы ЦСП TMS320C2000™.

Семейство C28x™ обладает оптимизированным для программирования ядром, и позволяет решать не только задачи по управлению на языках высокого уровня, но и также поддерживает решения сложных математических алгоритмов. C28x также эффективно выполняет математические задачи как и задачи по управлению. При отсутствии этих возможностей в большинстве систем потребуется применение дополнительных микропроцессоров. Присутствует высокопроизводительный блок умножения с накоплением 32×32 MAC который, также поддерживает обработку 64 битных данных, эффективно решена проблема с высокоточными вычислениями (работа с числами с высоким разрешением) что в других случаях потребовало бы дополнительный дорогостоящий процессор для работы с числами с плавающей запятой. Вдобавок к этому быстрая реакция на прерывания с автоматическим сохранением контекста текущей задачи (сохранение данных из критически важных регистров), в результате устройство поддерживает обработку множества асинхронных событий с минимальной задержкой.

C28x содержит 8 уровневый защищённый конвейер с конвейерным доступом к памяти. Этот конвейер позволяет выполнять программу с высокой скоростью (в линейном коде) без использования дорогостоящей высокоскоростной памяти. Специальный аппаратный блок отслеживающий инструкции перехода минимизирует время задержки при нарушении прямого хода программы. При оптимальном размещении условных операций производительность возрастает.

В микросхемах используется много разных типов шин данных для пересылки данных между памятью, периферией и ЦПУ. Архитектура шины памяти C28x содержит шину чтения кода программ, шину чтения данных и шину записи данных. Шина чтения кода программ состоит из 22 адресных линий и 32 линий данных. Шины чтения и записи данных состоят из 32 адресных линий и 32 линий данных. Шина данных шириной в 32 бита оперирует 32 битными данными за один цикл. Такая многошинная архитектура имеет общее название - Гарвардская архитектура. В C28x включены инструкции обмена которые позволяют производить запись и считывание данных одновременно за один такт.

В семействе ЦСП 280х для облегчения перехода от разных устройств используется унифицированная периферийная шина для соединений периферийных устройств. Мост периферийной шины может подключать различные устройства к единственной шине памяти процессора которая состоит из 16 адресных линий и 16 или 32 линий данных и вязанных с ними линий управления. В ЦСП 280х поддерживается два варианта периферийной шины. Одна из них поддерживает только 16 битный доступ (периферийная группа 2). Вторая поддерживает и 16 и 32 битный доступ (периферийная группа 1).

Семейство 280x поддерживает стандарт IEEE 1149.1 JTAG интерфейса. В дополнение к этому поддерживается реакция на содержимое памяти, также можно изменять состояние периферийных устройств и регистров не приостанавливая работу процессора во время работы(выполнение кода и реакции на прерывания). Пользователю также доступен пошаговый режим отладки некритичного к времени выполнения кода, при этом реакция на критичные ко времени прерывания не останавливается и происходит прозрачно для пользователя. Семейство 280x обеспечивает аппаратную отладку в реальном режиме без участия ЦПУ. Эта уникальная возможность, не требующая включения в программу отладочного кода. Плюс ко всему специализированный аппаратный анализатор позволяет устанавливать точки останова или отслеживать содержимое определённых ячеек памяти(или адреса) и реагировать при этом на определённые пользователем события.

F2807 содержит встроенную флеш память объёмом 60K x 16, разделённых на восемь секторов объёмом по 16K x 16.

Для обеспечения максимальной производительности флеш модуль поддерживает конвейерный доступ. И флеш и OTP отображаются и на область программ и на область данных; теоретически они могут быть использованы и для выполнения из них кода и хранения данных.

Все микросхемы серии 280х содержат оба этих блока памяти, объёмом по 1K x 16 каждый. При старте после сброса указатель стека устанавливается на блок памяти M1. Оба этих блока, также как и другие блоки, отображаются и на область программ и на область данных. Соответственно пользователь может располагать в блоках M0 и M1 как программный код так и данные. Секционирование производится без участия линкера самим пользователем. Микросхемы серии C28x предоставляют программистам унифицированную модель памяти. И это облегчает написание программного кода на языках высокого уровня.

В загрузочном ПЗУ содержится подпрограмма загрузки которая прописывается в эту область при производстве микросхем. Для активизации загрузочного кода нужно перед включением питания подать сигналы включающие загрузочный режим. Пользователь может использовать стандартный загрузчик или записать во флеш память или ПЗУ другую загрузочную подпрограмму. Кроме того загрузочное ПЗУ содержит в себе стандартные таблицы, например таблицу синусов/косинусов, для использования их в математических алгоритмах.

Микросхемы серии 280x поддерживают функцию защиты пользовательской программы от считывания. Возможна установка 128 битного пароля (аппаратно устанавливается 16 циклов ожидания), который записывается во флеш память. Модуль шифрования (code security module (CSM)) используется для защиты и флеш/OTP и блоков L0/L1 памяти SARAM. Модуль защиты предотвращает неавторизованный доступ к содержимому памяти через JTAG порт, запуск кода из внешней памяти и попытки загрузить нежелательный код для считывания содержимого защищаемой памяти. Для получения доступа к закрытым частям, пользователь должен прописать корректный 128 битный ключ, соответствующий ключу во внутренней флеш памяти.

Серия 280x содержит сторожевой таймер. Пользовательская программа должна периодически, в строго определённом временном промежутке, сбрасывать счётчик сторожевого таймера, иначе сторожевой таймер сгенерирует сигнал сброса процессора. Если необходимости в сторожевом таймере нет, то его можно отключить.

Тактовый сигнал каждого периферийного устройства может быть индивидуально включён/выключен в моменты когда периферийное устройство не используется, это снижает потребление тока микросхемой целиком. Тактовая частота последовательных портов (исключая I2C и eCAN) и блока АЦП может быть пропорциональна тактовой частоте ЦПУ, а может быть независимой. Это позволяет сделать временные характеристики периферийных устройств независимыми от изменения тактовой частоты ЦПУ [25].

Микроконтроллер TMS320F28027 имеет большие преимущества, он обладает большей производительностью, имеет более низкую стоимость (157,80 рублей), поэтому именно микроконтроллер TMS320F28027 будет использован для аппаратной реализации в данной работе.