Mikrocontroller (MCU)

32-Bit-Mikrocontroller der Serie C2000™

Optimiert für Verarbeitungs-, Erfassungs- und Regelaufgaben in Anwendungen mit geschlossenem Regelkreis

C2000-Delfino™-MCUs

Hochleistungsfähige Regelkreisanwendungen.

C2000-Piccolo™-MCUs

Vielfältige Anwendungen mit geschlossenem Regelkreis.

C2000 InstaSPIN™-MCUs

Fortschrittliche integrierte Motorsteuerungstechnologie.

C2000-F28x-MCUs

Zuverlässige industrielle Regelung für geschlossenen Regelkreis.

Einführung 

C2000-MCUs zur Echtzeitsteuerung kennenlernen

Echtzeitsteuerung eingebaut.

C2000-MCUs zur Echtzeitsteuerung sind C28x-basierte 32-Bit-Mikrocontroller mit einem hochleistungsfähigen Kern und anwendungsoptimierter Peripherie speziell für die Echtzeitsteuerung. Der für rechenintensive Anwendungen optimierte Kern gibt Entwicklern ein Werkzeug zur Verbesserung von Systemeffizienz, -zuverlässigkeit und -flexibilität an die Hand. Dank leistungsfähiger integrierter Peripheriekomponenten eignen sich diese Bausteine zur Echtzeitsteuerung ideal als Einchip-Steuerungslösung für eine Vielzahl von Anwendungen.

Wie MCUs arbeiten

Konzipiert für Echtzeitsteuerung

Erfassung von Sensorsignalen, Verarbeitung der Antwort und Ansteuerung der Steuerungssysteme mit minimaler Latenzzeit.

  • Schnelle und exakte Sensorik maximiert Reaktionsfähigkeit und Leistung des Systems
  • Spezielle Verarbeitungsfunktionen minimieren die Latenz komplexer Steueralgorithmen für den Betrieb im geschlossenen Regelkreis
  • Präzise und konfigurierbare Ansteuerung sorgt für die Flexibilität, fortschrittliche Steuerschemas mit höchster Leistung zu implementieren
  • Perfekt für Steueranwendungen für den Betrieb im geschlossenen Regelkreis wie Motorsteuerung, digitale Stromversorgungen, Industrieantriebe, Solarwechselrichter usw.
MCU für Echtzeitsteuerung
MCU für Echtzeitsteuerung

Die neue Serie Piccolo F28004x

Der neue Piccolo F28004x wurde für Leistungssteuerungsanwendungen optimiert und basiert auf Generationsverbesserungen, die mit den Serien Delfino F2837x und Piccolo F2807x eingeführt wurden. Zugleich stellt er eine Roadmap und ein Portfolio für existierende Piccolo-Kunden dar, die sich von Premium-Leistung in einer kostengünstigen Lösung angezogen fühlen

Leistung und Stromverbrauch optimiert

  • 100 MHz/256 KB Flash/100 KB SRAM (Parität)
  • ECC-Flash mit Dual-Zone Security
  • Fließkommaeinheit und Trigonometrie-Einheit
  • CLA der nächsten Generation
    • Unterstützung von Hintergrund-Tasks
  • Über 60 % geringerer Stromverbrauch im Vergleich zum F2806x 

Neue Merkmale

  • ERAD (Embedded Real-Time Analysis And Diagnostic Unit)
    • Erweitertes Debugging und erweiterte Systemanalyse
  • Integrierte DC-DC-Wandlung für geringeren Stromverbrauch
  • Flexible Bootmodi
  • Schnelle serielle Schnittstelle
  • Konfigurierbarer Logikblock

Fortschrittliche Ansteuerung und Flexibilität beim Design

  • ePWM der 4. Generation ermöglicht die Implementierung modernster Schaltungstechnologien für höheren Wirkungsgrad und größere Leistungsdichte
  • Verbesserte Kreuzschienen bieten Flexibilität bei der Kombination von Eingängen, Ausgängen und internen Ressourcen für fortschrittlichste Steuer- und Schutzmechanismen

Integrierte Analog- und Schutzfunktionen

  • Drei 12-Bit-ADCs mit 3,45 MSPS, Nachverarbeitungs- sowie Grenzwertaktionen
  • Sieben On-Chip-PGAs (3/6/12/24) mit der Verstärkung nachgelagerter Filterung und Bypassoption
  • Sieben Fensterkomparatoren und zwei 12-Bit-Ausgangs-DACs
  • Vier Sigma-Delta-Demodulationskanäle

Wachsendes Produktportfolio

Die MCU-Familien Piccolo und Delfino ermöglichen breit gefächerte Echtzeit-Steuerungsanwendungen.

  • Preisspanne vom Einstiegssegment bis hin zu Spitzenleistung
  • Anwendungsabgestimmte Funktionssätze
  • Integrierter Flash-Speicher: 16 KB bis 1 MB
  • Temperaturbereich von –40 °C bis +125 °C und AEC-Q100-Qualifizierung
  • Vielfältige Gehäuseoptionen

Die C2000-MCUs zur Echtzeitsteuerung umfassen die MCU-Familien Delfino und Piccolo. Jede Familie besteht aus verschiedenen MCU-Serien. Jede Serie – abgekürzt mit nachgestelltem x benannt (z. B. F2803x) – weist mehrere generische Teilenummern (z. B. F28035) und noch mehr Bestellnummern (z. B. TMS320F28035PNT) auf. Die Tools basieren üblicherweise auf der Obermengen-Teilenummer für die Serie, für die auch die Dokumentation gilt.

Piccolo™-Mikrocontroller

Geringe Kosten. Großartige Integration.

Durch ein hohes Maß an Analog- und Systemintegration in Verbindung mit leistungsfähiger Steuerungsperipherie und hoher Verarbeitungsleistung können auch kostensensitive Anwendungen mit Echtzeitsteuerung ausgestattet werden – mit Mikrocontrollern der MCU-Serie Piccolo. Dank der bahnbrechenden Beschleunigertechnologien können Kunden die Systemkosten reduzieren und dennoch ein hohes Leistungsniveau erzielen.

Wichtigste Leistungsmerkmale
  • C28x, 40 – 120 MHz
  • 16 – 512 KB Flash
  • Fließkommaoptionen
  • CLA-Coprozessor
  • VCU-Beschleuniger
  • TMU-Beschleuniger
  • Zwei S/H-ADC mit bis zu 4,6 MSPS
  • Hochgeschwindigkeitskomparatoren
  • Delta-Sigma-Filter
  • PWMs mit hoher Auflösung (bis hinab auf 150 ps)
  • Verstärkeroptionen mit programmierbarer Verstärkung
  • Optionale USB-Unterstützung 
Piccolo-Mikrocontrollerfamilie

Delfino™-Mikrocontroller

Ungebändigte Hochleistung.

Die Delfino-Serie der C2000-Mikrocontroller zur Echtzeitsteuerung bietet eine branchenweit führende Fließkommaleistung und Analogintegration für Steuerungsanwendungen. Die Mikrocontroller der Delfino-Serie vereinfachen die Entwicklung und verfügen über eine erstklassige Verarbeitungsleistung und eignen sich ideal für anspruchsvolle Echtzeitanwendungen. Die Serie verfügt über den neuen Zweikern-Mikrocontroller mit jeweils 200 MHz Taktfrequenz. Außerdem sind Einkernvarianten mit bis zu 300 MHz verfügbar.

Wichtigste Merkmale

  • Single- oder Dual-Core C28x mit jeweils bis zu 200 MHz Taktfrequenz
  • Fließkommaeinheit
  • Trigonometrie-Einheit (TMU)
  • Viterbi Complex Unit (VCU II)
  • Bis zu zwei programmierbare 32-Bit-Fließkomma-Echtzeitbeschleuniger (CLAs) auf dem Chip
  • Bis zu 1 MB Flash
  • Bis zu zwei DMA-Controller
  • Hochauflösende PWMs (bis hinab auf 55 ps)
  • Vier 16-Bit-ADCs, 1 MSPS
  • 32-Bit-QEP- und Capture-Module
  • Programmierbare PWM-Auslösung
Hochleistungsmikrocontroller

Festkomma

32-Bit-Festkomma-Produktlinie.

Die Familie der 32-Bit-Mikrocontroller für Festkommaanwendungen besteht aus hochleistungsfähigen Festkomma-MCUs.

Wichtigste Merkmale

  • C28x, 60 – 150 MHz
  • Bis zu 512 KB Flash
  • zwei S/H-ADCs mit bis zu 12,5 MSPS
  • Hochauflösende PWMs (bis hinab auf 55 ps)

Aufschlüsselung der Teilenummer

Erläuterung der Teilenummern von C2000-MCUs zur Echtzeitsteuerung.

Aufschlüsselung der Mikrocontroller-Teilenummern
Bausteinfamilie

TMS320 = für MCU-Familie TMS320™ qualifizierter Baustein

TMX320 = Experimentierbaustein für MCU-Familie TMS320™

TMP320 = Prototypbaustein für MCU-Familie TMS320™

technik

F = Flash

C = ROM/RAM

Teilenummer

2802x/2803x/2805x/2806x/28004x/2807x = Piccolo-MCUs

2833x/2834x/2837xS/2837xD = Delfino-MCUs

280x/281x/2823x = Festkomma-MCUs

InstaSPIN-Software optional

F = Software InstaSPIN-FOC™

M = Software InstaSPIN-MOTION™

Gehäusetyp (Angebotene Gehäuse siehe Produktseite)
Temperaturbereich

A = –40 ˚C bis 85 ˚C

T = –40 ˚C bis 105 ˚C

S = –40 ˚C bis 125 ˚C

Q = –40 ˚C bis 125 ˚C (AEC-Q100)

Gegurtet und auf Spule optional R = Gegurtet und auf Spule

Verarbeitung

Leistungsfähige Verarbeitung

Mehr Leistung pro MHz und einzigartige Beschleunigungsfunktionen bieten viel mehr Möglichkeiten als bei einer durchschnittlichen MCU

  • 32-Bit-DSP C28x™ verarbeitet auf komplexen Theorien basierende Steuerungsoperationen in nur einem Zyklus – für mehr Leistung pro MHz als bei typischen MCUs
  • Fließkommaeinheit (FPU) mit einfacher Genauigkeit ist Standard bei Delfino-Bausteinen
  • CLA-Echtzeitcoprozessor verdoppelt die Verarbeitungskapazität. Unabhängige Steuerung von mehreren Motoren, Leistungsstufen und vieles mehr
  • Beschleuniger reduzieren die Latenzzeit von Steuerungs- und Signalverarbeitungsalgorithmen für trigonometrische Mathematik, FFTs und komplexe Mathematik
Leistungsfähige MCU-Verarbeitung

C28x-Kern

DSP-Leistung in einem Mikrocontroller

Die C2000-MCU zur Echtzeitsteuerung besitzt einen zentralen 32-Bit-CPU-Kern namens C28x in Verbindung mit einem hochoptimierten Peripherie- und Interruptmanagementbus. Als Kreuzung zwischen einem allgemeinen Mikrocontroller und einem digitalen Signalprozessor vereint der C28x-Kern die Codedichte und Ausführungsgeschwindigkeit eines DSP mit der einfachen Handhabung und Zugänglichkeit eines Mikrocontrollers.

Leistungsmikrocontroller-Blockschaltbild

CLA-Echtzeitsteuerungsbeschleuniger 

Ein neuer Ansatz für Modularität, Sicherheit und Leistung von Systemen.

Der CLA ist ein in C programmierbarer, unabhängiger 32-Bit-Fließkommaprozessor für mathematische Operationen auf der Basis des C28x-Kerns. Er hat unabhängigen Zugriff auf Steuerungsperipherie, was die Ausführung vollständig paralleler Steuerungsschleifen unabhängig vom primären C28x-Kern ermöglicht. Der CLA bietet Ihnen die Vorteile der Parallelverarbeitung ohne die Kosten und Komplexität eines zusätzlichen Prozessors.

Echtzeitsteuerungsbeschleuniger

Ansteuerung

Effizienter Betrieb, bessere Leistung und Implementierung fortschrittlicher Steuerungstechnik.

  • Micro Edge Positioning-Technologie erzeugt präzise PWM-Wellenformen zur Erhöhung der Systemleistung
  • Modernste PWM-Module unterstützen fortschrittliche Timing- und Erzeugungstechniken zur Steuerung komplexer Leistungsstufen
  • PWM-Auslöselogik bietet reaktiven und asynchronen Systemschutz durch integrierte analoge Hochleistungsabtastschaltung
Mikrocontrolleransteuerung

PWM-Signalgeneratoren

Die PWM-Signalgeneratoren mit dem größten Maß an Flexibilität, Konfigurierbarkeit und Leistung in ihrer Klasse.

Dank unerreichter Flexibilität bei der Erzeugung und Synchronisierung von Wellenformen können die PWMs auch bei schwierigsten Steuerungsanwendungen die Anforderungen an Wellenformen und Timing erfüllen. Funktionen wie hochauflösende Tastverhältnissteuerung, erweiterte Totband-Unterstützung und asynchrone PWM-Trips versetzen Anwendungen in die Lage, mit höheren Frequenzen zu arbeiten, schneller auf Laständerungen anzusprechen und nahezu sofort auf instabile Systemzustände zu reagieren.

PWM-Signalgeneratoren

Sensorik

Integrierte Analogfunktionen in einem Mikrocontroller

Systemvorteile der integrierten Analogfunktionen in einem Mikrocontroller.

Von integrierten Analogfunktionen profitieren zahlreiche Anwendungen, die hohe Anforderungen an die Energieeffizienz stellen und eng gekoppelte, leistungsfähige analoge Peripheriemodule in einer einzigen MCU benötigen. Sie spielen eine entscheidende Rolle beim Vereinfachen des Analog-Front-End-Designs. Die Wahl einer C2000-MCU mit integrierten Analogfunktionen trägt zur Kostensenkung auf Systemebene bei und reduziert gleichzeitig den Materialaufwand und den Platzbedarf auf der Platine. Die MCU-Familie C2000 bietet eine Vielzahl von analogen Peripheriemodulen wie z. B. ADC, DAC, Sigma-Delta-Filter, Überspannungs- und PWM-Schutz, die zum einen eine Leistungssteigerung ermöglichen und zum anderen die Systemkosten reduzieren.

Integrierter Analog-Mikrocontroller

Präzise Erfassung

Maximierung von Feedback-Reaktivität und Genauigkeit.

  • Präzise Signalerfassung mit 12-Bit- und 16-Bit-Analog-Digital-Wandlern (ADC)
  • Erhöhung der Betriebsfrequenzen durch ADC-Umwandlungsraten von bis zu 12,5 MSPS (Mill. Messwerte pro Sekunde)
  • Echtzeit-Systemschutz durch reaktive Analogkomparatoren – Pin-zu-Pin-Antwortzeit von 50 ns
  • Schnittstelle zu externen Hochleistungssensoren mithilfe hochauflösender Signalerfassung der C2000-MCU
Mikrocontroller-Präzisionsmessung
Mikrocontroller-Präzisionsmessung

Sensorik-Peripheriemodule in C2000-MCUs

Analog
Systemvorteile
16-Bit-ADC

Höhere Genauigkeit des digitalen Samplings

Autonomes ADC-Triggering gibt CPU-Bandbreite frei und gewährleistet ein zeitgenaues Sampling

Differenzeingänge minimieren das Rauschen

12-Bit-ADC

Schnelle Sample-Wandlungen für Hochgeschwindigkeits-Feedback-Schleifen, wie sie für eine hohe Schaltfrequenz erforderlich sind

Simultanes Sampling von 2 Eingängen zum Beibehalten der Eingangsphasen

Verstärker mit programmierbarer Verstärkung Verstärkung von Eingangssignalen ohne Notwendigkeit externer Operationsverstärker
Analogkomparatoren

Integrierte Spannungsüberwachung gewährleistet Unter- und Überspannungsschutz

Systemschutz ohne Fehlalarme

12-Bit-DAC

Im ADC-gekoppelten Referenzmodus teilt der DAC die Referenzspannung des im Baustein integrierten ADC

Ermöglicht synchrone Aktualisierungen mit den On-Chip-EPWM-Modulen 

Sigma-Delta-Filter

Integrierte Sigma-Delta-Filter-Demodulatorschnittstelle direkt zu spannungsführenden isolierten Wandlern für „High Side“-Stromerkennung

Enge Kopplung mit PWM-Auslöselogik für schnell wirkenden Schutz 

Flankenerfassung

Hochauflösende Perioden- und Tastverhältnismessungen von Impulskettensignalen für Anwendungen wie:

        Drehzahlmessungen bei rotierenden Maschinen (z. B. Zahnräder mittels Hall-Sensoren)

        Laufzeitmessungen zur Ermittlung der Durchflussrate oder des Volumens von Flüssigkeiten

        Validierung von PWM-Signalen

eCAP-Standardperipheriemodule für alle Serien verfügbar, hochauflösende Peripheriemodule (HRCAP) – mit einer besseren Auflösung als 300 ps – bei bestimmten Serien verfügbar

Analoge Peripheriemodule in C2000-MCUs

Im Folgenden werden die Hauptmerkmale der einzelnen Analogperipheriemodule aufgeführt und Bausteine für den Beginn der Auswertung empfohlen.

Mikrocontroller zur Echtzeit-Steuerung
>12 MSPS
>4 MSPS
>2 MSPS
1,1 MSPS/3,5 MSPS
Fensterkomparator
Spitzenstrombetriebs-Komparator
PGA
DAC
Sigma-Delta-Filter
Erfassen
Capture und HRCAP
12-Bit-ADC
16-Bit/12-Bit-ADC
F2802x Falsch Wahr Wahr Falsch Falsch Wahr Falsch Falsch Falsch Wahr Falsch
F2803x Falsch Wahr Wahr Falsch Falsch Wahr Falsch Falsch Falsch Wahr Wahr
F2805x Falsch Falsch Wahr Falsch Wahr Wahr Wahr Wahr Falsch Wahr Falsch
F2806x Falsch Falsch Wahr Falsch Falsch Wahr Falsch Falsch Falsch Wahr Wahr
F28004x Falsch Falsch Wahr Falsch Wahr Wahr Wahr Wahr Wahr Wahr Wahr
F2807x Falsch Falsch Wahr Falsch Wahr Wahr Falsch Wahr Wahr Wahr Falsch
F2833x Wahr Wahr Wahr Falsch Falsch Falsch Falsch Falsch Falsch Wahr Falsch
F2837xS Falsch Falsch Falsch Wahr Wahr Wahr Falsch Wahr Wahr Wahr Falsch
F2837xD Falsch Falsch Falsch Wahr Wahr Wahr Falsch Wahr Wahr Wahr Falsch

Analogtechnologie 

Die Analogintegration und Leistung, die Sie benötigen, um Kosten und Platinenplatz einzusparen.

Die blitzschnellen ADCs geben präzise Rückmeldung in den erforderlichen Zeitfenstern. Hochgeschwindigkeitskomparatoren ermöglichen das präzise Testen der Feedbacksignale und das rasche Abschalten oder das Ändern des Systemverhaltens. Integrierte Operationsverstärker reduzieren die Kosten für externe Bauteile. Interne Oszillatoren, Watchdogs, Spannungsregler und Schutzfunktionen wie Power-on-Reset und Brownout-Reset sorgen für die notwendige Systemunterstützung, ohne dass Zusatzkosten entstehen und umständliche Implementierungen nötig sind.

Analogtechnologie – Diagramm

Sicherheit und Schutz

Das in der Firmware eines Produkts verkörperte geistige Eigentum kann einen wichtigen Wettbewerbsvorteil am Markt darstellen und ist deshalb einem hohen Diebstahlrisiko ausgesetzt. Es ist recht einfach, die Komponenten eines Systems visuell aufzuschlüsseln, um ein Endprodukt zu kopieren. Der Schutz der Firmware, die in der MCU ausgeführt wird, kann dagegen die umfassende Duplizierung des arbeitsfähigen Systems verhindern. Ein anderes Szenario stellt die zunehmende Co-Entwicklung von Firmware dar. In vielen Fällen werden Teile der Firmware außerhalb des Technikteams und sogar außerhalb des Unternehmens entwickelt. In diesen Situationen möchten beteiligte Parteien ihren Teil der Firmware schützen, aber zugleich den anderen Parteien die Entwicklung und den Test von Programmmodulen auf dem System ermöglichen.

MCU-Serie C2000
Sicherheitsmerkmale
Sicherheitsfunktionen im Detail

TMS320F2837xD

TMS320F2837xS

TMS320F2833x/23x

TMS320F2807x

TMS320F28004x

TMS320F2806x

TMS320F2805x

TMS320F2803x

TMS320F2802x

F28M3x

Schutz der Software-IP Codesicherheitsmodul (CSM): Benutzer können unberechtigte Zugriffe und Modifikationen der Firmware im On-Chip-Speicher verhindern
Debugschutz  ECSL (Emulation Code Security Logic) über CSM: Benutzer kann mittels Kennwort uneingeschränkten Zugriff auf den Speicher gewähren

Mehr erfahren darüber, wie diesen Bedrohungen mit Sicherheitsmerkmalen begegnet werden kann, die auf der Mehrzahl der C2000-Bausteine verfügbar sind.

SafeTI™-Designpakete unterstützen Entwickler bei der Einhaltung der Industrienormen zur funktionalen Sicherheit und dienen zugleich der Handhabung systematischer und unregelmäßig auftretender Fehler. Mit SafeTI-Komponenten können Kunden erforderliche Sicherheitszertifizierungen für Endprodukte einfacher erlangen und zugleich schneller zur Marktreife sicherheitskritischer Systeme gelangen, die heute immer wichtiger werden.

Sichere Designpakete

Konnektivität

Die Konnektivität, die Sie benötigen, um ein System zu einer runden Sache zu machen

Von seriellen Schnittstellen wie I2C, SPI, UART und sogar McBSP über Protokolle wie CAN und LIN bis hin zu Standards wie USB und FSI – C2000-MCUs zur Echtzeitsteuerung verfügen über eine Vielzahl an Verbindungsoptionen, um Anwendungen synchron zu halten.

Mikrocontroller zur Echtzeitsteuerung

Videos zur Echtzeitsteuerung mit der MCU C2000