【導讀】在不斷需要更高性能和效率的實(shí)時(shí)功率變換領(lǐng)域，投身研究可擴展且可持續的工業(yè)和汽車(chē)類(lèi)功率變換解決方案對設計人員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。反過(guò)來(lái)，這種需求又對伺服驅動(dòng)、電力輸送、電網(wǎng)基礎設施和車(chē)載充電應用中的實(shí)時(shí)控制系統提出了更高的要求，包括每秒百萬(wàn)條指令(MIPS)、脈寬調制器(PWM)和模數轉換器(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，投身研究可擴展且可持續的工業(yè)和汽車(chē)類(lèi)功率變換解決方案對設計人員來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。反過(guò)來(lái)，這種需求又對伺服驅動(dòng)、電力輸送、電網(wǎng)基礎設施和車(chē)載充電應用中的實(shí)時(shí)控制系統提出了更高的要求，包括每秒百萬(wàn)條指令(MIPS)、脈寬調制器(PWM)和模數轉換器(ADC)。同時(shí)，這也要求開(kāi)發(fā)人員以一種簡(jiǎn)單且低風(fēng)險的方式構建并維護其產(chǎn)品線(xiàn)。性能可擴展性和產(chǎn)品系列兼容性為開(kāi)發(fā)人員擴展實(shí)時(shí)控制資源并長(cháng)期維護功率變換解決方案平臺提供了一種經(jīng)濟高效的方式。
通過(guò)分布式架構擴展實(shí)時(shí)控制資源
可再生能源的興起推動(dòng)光伏逆變器等應用的功率水平向更高方向發(fā)展。隨著(zhù)功率水平的提高，人們對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(mǎn)足上述需求，它會(huì )控制光伏逆變器系統中的多個(gè)功率級。但如果控制器的資源不足以滿(mǎn)足更高的功率水平和更多的功率級呢？分布式架構，就是設計人員一直在尋找的解決方案。
分布式架構的理念如下：通過(guò)連接多個(gè)實(shí)時(shí)控制MCU，為系統擴展資源和外設數量。該實(shí)施方案能夠使設計人員在不影響以下幾點(diǎn)的前提下實(shí)現其產(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)器件的復雜性和接口速度
●具有外部存儲器接口的主機/主設備外設不足
TI的C2000?系列實(shí)時(shí)控制MCU通過(guò)分布式架構實(shí)施方案，在滿(mǎn)足上述3點(diǎn)的同時(shí)實(shí)現了可靠的功率變換：
●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)分布式架構實(shí)現了低成本并支持設計人員降低BOM成本。為了進(jìn)一步降低系統成本，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）可實(shí)現系統級集成。
●快速串行接口(FSI)能以高達200MBPS的速率幫助實(shí)現可靠、穩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償，因而不適合跨隔離層連接多個(gè)MCU，與之相比，FSI更具優(yōu)勢。由于FSI固有的延遲補償能力和速率，它能為連接多個(gè)MCU實(shí)現資源擴展提供一種高效且穩健的接口選項。圖1展示了在光伏逆變器和其他應用中如何利用FSI連接多個(gè)實(shí)時(shí)控制MCU實(shí)現MIPS、PWM和ADC擴展。
●F28002x中使用的主機接口控制器(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。因此，無(wú)論主處理器是否提供FSI，F28002x都能使設計人員通過(guò)分布式架構實(shí)現可擴展性。
圖1：利用FSI連接多個(gè)控制器以擴展資源
借助產(chǎn)品系列兼容性簡(jiǎn)化遷移和平臺開(kāi)發(fā)
除了資源可擴展性，設計人員也正面臨著(zhù)構建和維護產(chǎn)品平臺的挑戰。為了有效地應對這一挑戰，設計人員需要以一種高效且風(fēng)險低的方法來(lái)構建高中低端產(chǎn)品線(xiàn)。
C2000?實(shí)時(shí)控制MCU產(chǎn)品系列在各器件系列中具有外設和代碼兼容性，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)程并構建基于類(lèi)似MCU技術(shù)的各種產(chǎn)品，實(shí)現可持續的平臺解決方案。圖2展示了第三代高中低端C2000?實(shí)時(shí)控制MCU的引腳對引腳、外設和代碼兼容的器件系列。
圖2：整個(gè)C2000?產(chǎn)品系列的外設和代碼兼容性
隨著(zhù)汽車(chē)和工業(yè)類(lèi)功率變換市場(chǎng)的不斷發(fā)展，設計人員不斷尋求創(chuàng )新成果來(lái)幫助應對兩項關(guān)鍵的設計挑戰，即如何輕松擴展實(shí)時(shí)控制資源，以及如何構建并長(cháng)期維護平臺解決方案。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動(dòng)器等應用中實(shí)現MIPS、PWM和ADC擴展，是擴展實(shí)時(shí)控制資源的高效、低風(fēng)險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兼容性可實(shí)現長(cháng)期高效、低風(fēng)險的平臺開(kāi)發(fā)。F28002x器件系列不僅提供了一種通過(guò)分布式架構經(jīng)濟高效擴展實(shí)時(shí)控制資源的方法，而且在現有的兼容性C2000?系列添加了新成員，可支持設計人員構建長(cháng)期且可持續的解決方案。
其他資源
查看F28002x產(chǎn)品文件夾內的數據表、技術(shù)參考手冊和樣片。
●請查看我們最新的參考設計：
●TIDM-02006，通過(guò)FSI、F2838x和F28004x/F28002x實(shí)現對分布式多軸伺服驅動(dòng)的實(shí)時(shí)控制。
●TIDM-1001：使用F28002x且適用于汽車(chē)OBC/直流/直流PSU和服務(wù)器PSU應用的兩相交錯式LLC諧振轉換器參考設計。
●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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