第1章芯片结构及性能概述.docx

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第1章芯片结构及性能概述

第1章芯片结构及性能概述

TMS320C2000系列是美国TI公司推出的最佳测控应用的定点DSP芯片，其主流产品分为四个系列：

C20x、C24x、C27x和C28x。

C20x可用于通信设备、数字相机、嵌入式家电设备等；C24x主要用于数字马达控制、电机控制、工业自动化、电力转换系统等。

近年来，TI公司又推出了具有更高性能的改进型C27x和C28x系列芯片，进一步增强了芯片的接口能力和嵌入功能，从而拓宽了数字信号处理器的应用领域。

TMS320C28x系列是TI公司最新推出的DSP芯片，是目前国际市场上最先进、功能最强大的32位定点DSP芯片。

它既具有数字信号处理能力，又具有强大的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于有大批量数据处理的测控场合，如工业自动化控制、电力电子技术应用、智能化仪器仪表及电机、马达伺服控制系统等。

本章将介绍TMS320C28x系列芯片的结构、性能及特点，并给出该系列芯片的引脚分布及引脚功能。

1.1TMS320C28x系列芯片的结构及性能

C28x系列的主要片种为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。

其硬件特征如表1-1所示。

表1-1硬件特征

特征

F2810

F2812

指令周期（150MHz）

6.67ns

6.67ns

SRAM（16位/字）

18K

18K

3.3V片内Flash（16位/字）

64K

128K

片内Flash/SRAM的密钥

有

有

BootROM

有

有

掩膜ROM

有

有

外部存储器接口

无

有

事件管理器A和B（EVA和EVB）

EVA、EVB

EVA、EVB

*通用定时器

4

4

*比较寄存器/脉宽调制

16

16

*捕获/正交解码脉冲电路

6/2

6/2

看门狗定时器

有

有

12位的ADC

有

有

*通道数

16

16

续表

特征

F2810

F2812

32位的CPU定时器

3

3

串行外围接口

有

有

串行通信接口（SCI）A和B

SCIA、SCIB

SCIA、SCIB

控制器局域网络

有

有

多通道缓冲串行接口

有

有

数字输入/输出引脚（共享）

有

有

外部中断源

3

3

供电电压

核心电压1.8V

I/O电压3.3V

核心电压1.8V

I/O电压3.3V

封装

128针PBK

179针GHH，176针PGF

温度选择‡A：

-40℃~+85℃

S：

-40℃~+125℃

PBK

仅适用于TMS

PGF和GHH

仅适用于TMS

产品状况‡‡

产品预览（PP）

高级信息（AI）

产品数据（PD）

AI

（TMP）‡‡‡

AI

（TMP）‡‡‡

注：

‡“S”是温度选择（-40℃~+125℃）的特征化数据，仅对TMS是适用的。

‡‡产品预览（PP）：

在开发阶段的形成和设计中与产品有关的信息，特征数据和其他规格是设计的目标。

TI保留了正确的东西，更换或者终止了一些没有注意到的产品。

高级信息（AI）：

在开发阶段的取样和试制中与新产品有关的信息，特征数据和其他规格用以改变那些没有注意到的东西。

产品数据（PD）：

是当前公布的数据信息，产品遵守TI的每项标准保修规格，但产品加工不包括对所有参数的测试。

‡‡‡TMP：

最终的硅电路小片，它与器件的电气特性相一致，但是没有进行全部的品质和可靠性检测。

C28x系列芯片的主要性能如下。

1．高性能静态CMOS（StaticCMOS）技术

●150MHz（时钟周期6.67ns）

●低功耗（核心电压1.8V，I/O口电压3.3V）

●Flash编程电压3.3V

2．JTAG边界扫描（BoundaryScan）支持

3．高性能的32位中央处理器（TMS320C28x）

●16位×16位和32位×32位乘且累加操作

●16位×16位的两个乘且累加

●哈佛总线结构（HarvardBusArchitecture）

●强大的操作能力

●迅速的中断响应和处理

●统一的寄存器编程模式

●可达4兆字的线性程序地址

●可达4兆字的数据地址

●代码高效（用C/C++或汇编语言）

●与TMS320F24x/LF240x处理器的源代码兼容

4．片内存储器

●8K×16位的Flash存储器

●1K×16位的OTP型只读存储器

●L0和L1：

两块4K×16位的单口随机存储器（SARAM）

●H0：

一块8K×16位的单口随机存储器

●M0和M1：

两块1K×16位的单口随机存储器

5．根只读存储器（BootROM）4K×16位

●带有软件的Boot模式

●标准的数学表

6．外部存储器接口（仅F2812有）

●有多达1MB的存储器

●可编程等待状态数

●可编程读/写选通计数器（StrobeTiming）

●三个独立的片选端

7．时钟与系统控制

●支持动态的改变锁相环的频率

●片内振荡器

●看门狗定时器模块

8．三个外部中断

9．外部中断扩展（PIE）模块

●可支持96个外部中断，当前仅使用了45个外部中断

10．128位的密钥（SecurityKey/Lock）

●保护Flash/OTP和L0/L1SARAM

●防止ROM中的程序被盗

11．3个32位的CPU定时器

12．马达控制外围设备

●两个事件管理器（EVA、EVB）

●与C240兼容的器件

13．串口外围设备

●串行外围接口（SPI）

●两个串行通信接口（SCIs），标准的UART

●改进的局域网络（eCAN）

●多通道缓冲串行接口（McBSP）和串行外围接口模式

14．12位的ADC，16通道

●2×8通道的输入多路选择器

●两个采样保持器

●单个的转换时间：

200ns

●单路转换时间：

60ns

15．最多有56个独立的可编程、多用途通用输入/输出（GPIO）引脚

16．高级的仿真特性

●分析和设置断点的功能

●实时的硬件调试

17．开发工具

●ANSIC/C++编译器/汇编程序/连接器

●支持TMS320C24x/240x的指令

●代码编辑集成环境

●DSP/BIOS

●JTAG扫描控制器（TI或第三方的）

●硬件评估板

18．低功耗模式和节能模式

●支持空闲模式、等待模式、挂起模式

●停止单个外围的时钟

19．封装方式

●带外部存储器接口的179球形触点BGA封装

●带外部存储器接口的176引脚低剖面四芯线扁平LQFP封装

●没有外部存储器接口的128引脚贴片正方扁平PBK封装

20．温度选择

●A：

-40℃~+85℃

●S：

-40℃~+125℃

C28x系列芯片的功能框图如图1-1所示。

代码保护的模块

图1-1C28x功能框图

注：

+器件上提供96个中断，45个可用；+XINTF在F2810上不可用。

1.2引脚分布及引脚功能

TMS320F2812芯片的封装方式为179引脚GHH球形网格阵列BGA（BallGridArray）封装和176引脚PGF低剖面四芯线扁平LQFP（Low-profileQuad）封装，其引脚分布分别如图1-2（BGA封装底视图）和图1-3（LQFP封装顶视图）所示。

TMS320F2810芯片的封装方式为128引脚PBKLQFP封装，其引脚分布情况如图1-4（顶视图）所示。

表1-2详细描述了芯片F2810和F2812的引脚功能及信号情况。

所有输入引脚的电平均与TTL兼容；所有引脚的输出均为3.3VCMOS电平；输入不能承受5V电压；上拉电流/下拉电流均为100μA。

所有引脚的输出缓冲器驱动能力（有输出功能的）典型值是4mA。

图1-2179引脚BGA封装底视图

图1-3176引脚LQFP封装顶视图

图1-4128引脚PBK封装顶视图

表1-2引脚功能和信号情况‡

名字

引脚号

I/O/Z

PU/PDS

说明

179针GHH

封装

176针PGF

封装

128针PBK

封装

XINTF信号（只限于F2812）

XA[18]

D7

158

—

O/Z

—

XA[17]

B7

156

—

O/Z

—

XA[16]

A8

152

—

O/Z

—

XA[15]

B9

148

—

O/Z

—

XA[14]

A10

144

—

O/Z

—

XA[13]

E10

141

—

O/Z

—

XA[12]

C11

138

—

O/Z

—

19位地址总线

XA[11]

A14

132

—

O/Z

XA[10]

C12

130

—

O/Z

—

XA[9]

D14

125

—

O/Z

—

XA[8]

E12

125

—

O/Z

—

XA[7]

F12

121

—

O/Z

—

XA[6]

G14

111

—

O/Z

—

XA[5]

H13

108

—

O/Z

—

XA[4]

J12

103

—

O/Z

—

XA[3]

M11

85

—

O/Z

—

XA[2]

N10

80

—

O/Z

—

XA[1]

M2

43

—

O/Z

—

XA[0]

G5

18

—

O/Z

—

XD[15]

A9

147

—

I/O/Z

PU

16位数据总线

XD[14]

B11

139

—

I/O/Z

PU

XD[13]

J10

97

—

I/O/Z

PU

XD[12]

L14

96

—

I/O/Z

PU

XD[11]

N9

74

—

I/O/Z

PU

XD[10]

L9

73

—

I/O/Z

PU

XD[9]

M8

68

—

I/O/Z

PU

XD[8]

P7

65

—

I/O/Z

PU

XD[7]

L5

54

—

I/O/Z

PU

XD[6]

L3

39

—

I/O/Z

PU

XD[5]

J5

36

—

I/O/Z

PU

XD[4]

K3

33

—

I/O/Z

PU

XD[3]

J3

3