【導(dǎo)讀】在不斷需要更高性能和效率的實(shí)時(shí)功率變換領(lǐng)域，投身研究可擴(kuò)展且可持續(xù)的工業(yè)和汽車類功率變換解決方案對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。反過(guò)來(lái)，這種需求又對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)、電力輸送、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和車載充電應(yīng)用中的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)提出了更高的要求，包括每秒百萬(wàn)條指令(MIPS)、脈寬調(diào)制器(PWM)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。
在不斷需要更高性能和效率的實(shí)時(shí)功率變換領(lǐng)域，投身研究可擴(kuò)展且可持續(xù)的工業(yè)和汽車類功率變換解決方案對(duì)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。反過(guò)來(lái)，這種需求又對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)、電力輸送、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和車載充電應(yīng)用中的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)提出了更高的要求，包括每秒百萬(wàn)條指令(MIPS)、脈寬調(diào)制器(PWM)和模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。同時(shí)，這也要求開(kāi)發(fā)人員以一種簡(jiǎn)單且低風(fēng)險(xiǎn)的方式構(gòu)建并維護(hù)其產(chǎn)品線。性能可擴(kuò)展性和產(chǎn)品系列兼容性為開(kāi)發(fā)人員擴(kuò)展實(shí)時(shí)控制資源并長(zhǎng)期維護(hù)功率變換解決方案平臺(tái)提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的方式。
通過(guò)分布式架構(gòu)擴(kuò)展實(shí)時(shí)控制資源
可再生能源的興起推動(dòng)光伏逆變器等應(yīng)用的功率水平向更高方向發(fā)展。隨著功率水平的提高，人們對(duì)MIPS、PWM和ADC等在功率變換過(guò)程中發(fā)揮重要作用的實(shí)時(shí)控制資源的需求也不斷增加。通常，使用一個(gè)中央控制器即可滿足上述需求，它會(huì)控制光伏逆變器系統(tǒng)中的多個(gè)功率級(jí)。但如果控制器的資源不足以滿足更高的功率水平和更多的功率級(jí)呢？分布式架構(gòu)，就是設(shè)計(jì)人員一直在尋找的解決方案。
分布式架構(gòu)的理念如下：通過(guò)連接多個(gè)實(shí)時(shí)控制MCU，為系統(tǒng)擴(kuò)展資源和外設(shè)數(shù)量。該實(shí)施方案能夠使設(shè)計(jì)人員在不影響以下幾點(diǎn)的前提下實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品所需的性能和效率
●多芯片解決方案的成本
●跨隔離層連接多個(gè)器件的復(fù)雜性和接口速度
●具有外部存儲(chǔ)器接口的主機(jī)/主設(shè)備外設(shè)不足
TI的C2000?系列實(shí)時(shí)控制MCU通過(guò)分布式架構(gòu)實(shí)施方案，在滿足上述3點(diǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了可靠的功率變換：
●TI全新版本的C2000?實(shí)時(shí)控制MCU產(chǎn)品系列，TMS320F28002x系列，通過(guò)分布式架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了低成本并支持設(shè)計(jì)人員降低BOM成本。為了進(jìn)一步降低系統(tǒng)成本，C2000?實(shí)時(shí)控制MCU產(chǎn)品系列的其他特性（例如加速器、可配置邏輯塊、模擬比較器和外設(shè)）可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)集成。
●快速串行接口(FSI)能以高達(dá)200MBPS的速率幫助實(shí)現(xiàn)可靠、穩(wěn)健且高速的芯片間通信或板間通信。CAN或SCI等其他接口速率低且不提供延遲補(bǔ)償，因而不適合跨隔離層連接多個(gè)MCU，與之相比，F(xiàn)SI更具優(yōu)勢(shì)。由于FSI固有的延遲補(bǔ)償能力和速率，它能為連接多個(gè)MCU實(shí)現(xiàn)資源擴(kuò)展提供一種高效且穩(wěn)健的接口選項(xiàng)。圖1展示了在光伏逆變器和其他應(yīng)用中如何利用FSI連接多個(gè)實(shí)時(shí)控制MCU實(shí)現(xiàn)MIPS、PWM和ADC擴(kuò)展。
●F28002x中使用的主機(jī)接口控制器(HIC)可將MCU用作網(wǎng)橋，最終使主處理器間接利用控制器中的FSI和其他外設(shè)。因此，無(wú)論主處理器是否提供FSI，F(xiàn)28002x都能使設(shè)計(jì)人員通過(guò)分布式架構(gòu)實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展性。
圖1：利用FSI連接多個(gè)控制器以擴(kuò)展資源
借助產(chǎn)品系列兼容性簡(jiǎn)化遷移和平臺(tái)開(kāi)發(fā)
除了資源可擴(kuò)展性，設(shè)計(jì)人員也正面臨著構(gòu)建和維護(hù)產(chǎn)品平臺(tái)的挑戰(zhàn)。為了有效地應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)人員需要以一種高效且風(fēng)險(xiǎn)低的方法來(lái)構(gòu)建高中低端產(chǎn)品線。
C2000?實(shí)時(shí)控制MCU產(chǎn)品系列在各器件系列中具有外設(shè)和代碼兼容性，減少了開(kāi)發(fā)人員操作多種產(chǎn)品的工作量。因此能簡(jiǎn)化遷移過(guò)程并構(gòu)建基于類似MCU技術(shù)的各種產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的平臺(tái)解決方案。圖2展示了第三代高中低端C2000?實(shí)時(shí)控制MCU的引腳對(duì)引腳、外設(shè)和代碼兼容的器件系列。
圖2：整個(gè)C2000?產(chǎn)品系列的外設(shè)和代碼兼容性
隨著汽車和工業(yè)類功率變換市場(chǎng)的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)人員不斷尋求創(chuàng)新成果來(lái)幫助應(yīng)對(duì)兩項(xiàng)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，即如何輕松擴(kuò)展實(shí)時(shí)控制資源，以及如何構(gòu)建并長(zhǎng)期維護(hù)平臺(tái)解決方案。通過(guò)FSI連接多個(gè)C2000?實(shí)時(shí)控制MCU，在光伏逆變器和分布式多軸伺服驅(qū)動(dòng)器等應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)MIPS、PWM和ADC擴(kuò)展，是擴(kuò)展實(shí)時(shí)控制資源的高效、低風(fēng)險(xiǎn)且具有成本效益的解決方案。與此同時(shí)，C2000?產(chǎn)品系列中各器件的代碼和外設(shè)兼容性可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期高效、低風(fēng)險(xiǎn)的平臺(tái)開(kāi)發(fā)。F28002x器件系列不僅提供了一種通過(guò)分布式架構(gòu)經(jīng)濟(jì)高效擴(kuò)展實(shí)時(shí)控制資源的方法，而且在現(xiàn)有的兼容性C2000?系列添加了新成員，可支持設(shè)計(jì)人員構(gòu)建長(zhǎng)期且可持續(xù)的解決方案。
其他資源
查看F28002x產(chǎn)品文件夾內(nèi)的數(shù)據(jù)表、技術(shù)參考手冊(cè)和樣片。
●請(qǐng)查看我們最新的參考設(shè)計(jì)：
●TIDM-02006，通過(guò)FSI、F2838x和F28004x/F28002x實(shí)現(xiàn)對(duì)分布式多軸伺服驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)控制。
●TIDM-1001：使用F28002x且適用于汽車OBC/直流/直流PSU和服務(wù)器PSU應(yīng)用的兩相交錯(cuò)式LLC諧振轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計(jì)。
●下載以下開(kāi)發(fā)套件：
●適用于C2000? MCU的MotorControl軟件開(kāi)發(fā)套件。
●適用于C2000? MCU的DigitalPower軟件開(kāi)發(fā)套件。
（來(lái)源：德州儀器）
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