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マイコン(MCU)

C2000™ リアルタイム制御 マイコン (MCU)

閉ループ性能向上のため、処理、センシング、アクチュエーションを最適化

C2000 リアルタイム・コントローラは、パワー・エレクトロニクスの制御専用の高性能マイコン製品ラインアップです。産業用 / 車載用アプリケーションにおいて高度なデジタル信号処理を提供します。 C2000 マイコンは、A/D 制御革命の第一線で 20 年以上にわたって進化を続けてきました。提供される高精度センシング、強力な処理能力、優れたアクチュエーションを活用すると、世界最高水準の効率性を誇る電源制御システムを生み出すことができます。


実績のある製品ラインアップ

C2000 マイコン・ファミリには 20 を越えるシリーズあり、性能とペリフェラルのオプションを幅広く取り揃えています。


目的に対応した開発

優れたセンシング、実現可能な範囲で最速の演算、最高の分解能システムのアクチュエータ駆動を必要とする、極めて要求の高いリアルタイム制御アプリケーション用に設計されており、最も効率性の高い製品を開発できます。


アプリケーションの加速

ソフトウェア開発キット、ライブラリ、ツールをアプリケーション EVM やリファレンス・デザインとともに提供することで、リアルタイム制御における TI のマイコンの価値を証明し、製品の開発を加速させます。

C2000 リアルタイム制御マイコンの概要

フィードバックの検出、応答の処理、制御システムのアクチュエータ駆動を最小限の待ち時間で実現します。 

C2000 リアルタイム制御マイコンは、高度に最適化されたペリフェラルおよび割り込み管理バスと組み合わせた、シングルサイクル動作と最大 300MIPS を提供する独自の 32 ビット・コア(C28x CPU)を採用しています。強力な統合型ペリフェラルとともに、このリアルタイム・シングルチップ制御ソリューションは、さまざまな制御アプリケーション向けに設計されています。 

C2000 32 ビット・マイコンの動作の仕組み

処理

 

平均的なマイコン (MCU) とは異なり、制御演算向けに最適化した命令セットを採用しているので、MHz あたりの性能が高くなっています。

C28x は数値演算向けに最適化したコアを搭載しているので、システムの効率と信頼性を向上させるためのフレキシビリティを確保できます。 C2000 リアルタイム・コントローラは、マイコンとデジタル信号プロセッサの間の架け橋として機能し、DSP と同等の実行速度に加え、マイコンと同等のコード密度や使いやすさを実現しています。 

拡張命令セット

C28x CPU の命令セットは、最小サイクル数と確定的な実行を重視した最適化を実施済みです。この命令セットを活用して、複雑なリアルタイム制御システムを実現することができます。これらの拡張命令をサポートしているのは、以下の各機能ユニットです。 

  • 浮動小数点演算ユニット (FPU):IEEE に合わせて最適化済みの 32 ビットと 64 ビットの浮動小数点演算命令セットは、高速な乗算、加算、減算、飽和演算、さらに浮動小数点数 <-> 整数の間での双方向変換演算をサポートしています。
  • 三角関数の非リニア PID (比例、積分、微分)  制御対応の算術演算ユニット:IEEE に合わせて最適化済みの 32 ビット浮動小数点命令は、 SIN、COS、ATAN、ATAN2、DIV、SQRT、LOG、EXP の各高速演算をサポートしています。
  • 高速除算ユニット (FDIV):IEEE に合わせて最適化済みの 32 ビット浮動小数点命令と整数命令は、データ型の複数の組み合わせに関して、 32 ビットと 64 ビットの高速除算をサポートしています。
32 ビット・マイコンの強力な処理能力

並列 CPU 処理

C28x-CPU に加えて、追加の CPU (CLA-CPU) が並列動作するので、制御処理タスクの負荷をオフローディングできます。 制御補償器アクセラレータ (CLA-CPU) は、32 ビット浮動小数点形式で制御演算を効率的に実行することができます。CLA-CPU は割り込みに対応し、C28x-CPU から独立した形で (ADC や PWM のような) ペリフェラル・リソースにアクセスすることができます。一部のシステムは、複数の C28x-CPU と複数の CLA-CPU を使用して複数のタスクを並列実行し、システム全体の性能を向上させることも可能です。 

ペリフェラル

組込みリアルタイム・コントローラには、最も厳しい条件が要求される閉ループ制御システムに対応した統合型システム・オン・チップ・ソリューションを提供するための専用のペリフェラルが必要です。接続型のインテリジェント・アプリケーションを実現する工業標準の通信ペリフェラルが必要であると同時に、適切な速度、精度、分解能を備え、処理した計算を制御システムに適用するアクチュエーション(タイミング)ペリフェラルと連携したセンシング・ペリフェラルが必要です。

アクチュエータ駆動

効率的な動作、性能の向上、高度な制御手法の実装を実現します。

  • Micro Edge Positioning(マイクロ・エッジ・ポジショニング)テクノロジーにより、高精度の PWM 波形を生成し、システム性能を強化
  • Technology-packed(テクノロジー・パック)の PWM モジュールでは、高度なタイミング制御方式と生成方式をサポートし、複雑な出力段を制御
  • PWM トリップ・ロジックは、内蔵の高性能アナログ検出回路により、応答型および非同期式のシステム保護を実現
C2000 32 ビット・マイコンのアクチュエーションの概要

アクチュエータ駆動の特長

高精度の制御

  • 高分解能 PWM デューティ・サイクル
  • 高分解能 PWM 期間
  • 高分解能 PWM 位相制御
  • 高分解能 PWM デッドバンド
  • PWM 間の高度時間同期

フレキシブルなインターフェイス

  • PWM 間および ADC 間の高度同期
  • 多彩なタイマ・カウント・モード
  • カスタマイズ可能なトリガ
  • リファレンス・バイアス波形生成用の外部 DAC

高度な保護機能

  • CPU の介在もクロッキングもない PWM の直接トリップ
  • PWM シャットダウンまたはサイクルごとの PWM 変更をサポート
  • ピーク電流モード制御をサポート

センサ

プレミアム統合型アナログ

C2000 プラットフォームは、制御システムのコスト低減だけでなく入力の忠実度の向上を目的として、ADC、DAC、プログラマブル・ゲイン・アンプ、コンパレータ、デルタ-シグマ・フィルタ、高分解能キャプチャなどの多様なアナログ・ペリフェラルを提供しています。

 


高精度センシング

  • 最大 12.5MSPS(メガサンプル/秒)の変換レート
  • 12 ビット~ 16 ビットのサンプリング分解能
  • 絶縁型電流センシングまたはリゾルバ位置デコード向けのデルタ-シグマ・フィルタ・モジュール
  • 簡潔なシグナル・コンディショニング向けの PGA

応答性に優れた保護機能

  • PWM と直接接続されたコンパレータ、非同期 PWM トリップ用
  • 高速、30ns コンパレータ出力

デジタル・インターフェイス

  • 高分解能デジタル信号キャプチャ、高精度 150ps 分解能
  • 高性能のモータ速度と位置インターフェイス

構成機能

構成可能 (コンフィギュラブル) ロジック・ブロック (CLB)

CLB ペリフェラルを使用すると、既存の C2000 ペリフェラルを強化し、カスタム・ロジックを実装することができます。 この方法で、複数の重要な機能を単一の C2000 マイコンに統合し、サイズの縮小や、FPGA、CPLD、または外部ロジック・コンポーネントの完全な排除を実現することができます。  

CLB を使用して設計できる機能:

  • 信頼性と安全性を実現する高度な PWM 保護方式
  • 複合 PWM 生成、バースト・モード PWM、周期的なブランキング
  • 複合信号のキャプチャとシーケンス検出
  • ロジック・ベースのフィルタとシグナル・コンディショニング
  • タスク・プロファイリングと時間スレッショルドの監視
  • 高度にカスタマイズした汎用出力
  • パルス・トレイン出力
  • アブソリュート・エンコーダとのインターフェイス 
CLB の統合

CLB とのシステム統合

CLB の概要図

CLB とオンチップ・ペリフェラルの相互接続

接続

C2000 リアルタイム制御マイコンは、I2C、SPI、UART、McBSP などのシリアル・インターフェイス、CAN や LIN などのプロトコルや、USB や FSI などの規格をはじめ、アプリケーション同期のための広範なコネクティビティ・オプションを搭載しています。

C2000 接続オプション

リアルタイム制御向けに構築された幅広い製品ラインアップ

C2000 リアルタイム制御マイコン (MCU) ファミリは、さまざまなリアルタイム制御アプリケーションに対応しており、フィードバックの検出、制御応答の処理のほか、システムのアクチュエータ駆動を最小限の待ち時間で実現します。

  • エントリ・レベルからハイエンド性能の製品までのさまざまな価格帯
  • アプリケーションに合わせてチューニングした機能セット
  • 16KB から 1.5MB まで多様な統合型フラッシュ・メモリ・サイズ
  • -40℃ ~ 125℃ の温度範囲への対応と AEC-Q100 認定
  • ソフトウェアの IP (知的財産) 保護やデバッグ・セキュリティなどのセキュリティ・イネーブラ
  • 多様なパッケージ・オプション
第 2 世代と第 3 世代の性能を示す C2000 製品ラインアップ

高性能製品ラインアップ

NEW! TMS320F2838xD マイコン

NEW! TMS320F2838xS マイコン

TMS320F2837xD マイコン

TMS320F2837xS マイコン

TMS320F2833x マイコン

処理

性能 925MIPS 525MIPS 800MIPS 400MIPS 100 ~ 150MIPS
コア 2 個の C28x + 2 個の CLA + ARM 1 個の C28x + 1 個の CLA + ARM 2 個の CPU + 2 個の CLA CPU + CLA C28x

メモリ

フラッシュ 1.5MB 1.0MB 最大 1MB のフラッシュ 最大 1MB のフラッシュ 最大 512KB のフラッシュ
SRAM 338KB 277KB 最大 204KB の SRAM 最大 164KB の SRAM 最大 68KB の SRAM

パッケージ

ピン数 337 337 100 ~ 337 100 ~ 337 176 ~ 179

最低価格:

15.00 ドル(1,000 個) 14.00 ドル(1,000 個)
11.63 ドル(1,000 個)
$9.83 ドル(1,000 個)
9.52 ドル(1,000 個)

エントリ・レベルから中間レベルの性能の製品ラインアップ

TMS320F2807x マイコン

TMS320F28004x マイコン

NEW! TMS320F28002x マイコン (MCU)

TMS320F2803x マイコン (MCU)

TMS320F2802x マイコン

処理

コア CPU + コプロセッサ CPU + コプロセッサ CPU CPU + コプロセッサ CPU
コア周波数 120 ~ 240MIPS 100 ~ 200MIPS 100MIPS 60 ~ 120MIPS 最大 60MIPS

メモリ

フラッシュ 最高 512KB 最高 256KB 最高 128KB 最高 128KB 最大 64KB
SRAM 100KB 100KB 24KB 20KB 12KB

パッケージ

ピン数 100 ~ 176 56 ~ 100 48 ~ 80 56 ~ 80 38 ~ 43

最低価格:

$7.70 ドル (1,000 個発注時) $4.85 ドル (1,000 個発注時) $1.52 ドル (1,000 個発注時) $3.05 ドル (1,000 個発注時) $1.99 ドル (1,000 個発注時)

C2000 マイコンの機能安全

機能安全に準拠したシステムで閉ループ性能を改善する目的で、処理、センシング、アクチュエータの動作を重視して最適化済み

C2000 リアルタイム・コントローラは、厳格なハードウェア開発プロセスを使用して設計されており、安全性メカニズムを搭載しているので、システムの故障やランダムなハードウェア障害に起因する危険な故障の検出と防止を実施すること、または少なくとも検出を通じてそれらの故障が及ぼす影響を低減することができます。 詳細については、TI の機能安全に関する全般的なストーリーを参照してください。

機能安全に準拠する製品は、ISO 26262/IEC 61508 に準拠したハードウェア開発プロセスに基づいて開発済みです。独立機関は、このプロセスが ASIL D/SIL 3 の決定論的能力を満たすことを評価および認定しています

ランダムなハードウェア障害の検出と防止

該当するランダムなハードウェア機能を部品レベルで満たすために、TI のカスタマイズ可能な FMEDA と、TI の機能安全マニュアルに記載されている 300 種類以上の安全性メカニズムを使用します

システムの安全性認証手続きを簡素化

TI の安全関連の資料、安全診断ライブラリ、コンパイラ認証キット、およびサード・パーティーのツールを活用して、システムの安全認証を合理化し、開発を迅速化してください

C2000 マイコン (MCU) ベースの機能安全準拠ソリューション 

より厳格な TI の機能安全 (TUV SUD 認定) に準拠したハードウェア開発プロセスに従って開発済みです。これらの製品は、それぞれ ISO 26262 と IEC 61508 規格に準拠する必要がある車載と産業用の各アプリケーションを対象としています。

C2000 マイコン (MCU) ベースの機能安全品質管理製品

開発時の準拠基準は、TI の ISO-9001/IATF-16949 準拠ハードウェア開発プロセスであり、このプロセスは、決定論的な故障の管理と軽減に必要とされる多くの要素を採用しています。公称で、これらの製品は IEC 60730-1、UL 1998、IEC 60335-1 規格への準拠をサポートしており、主に白物家電、家庭用品、家電製品を対象にしています。さらに、これらの製品に関する資料とレポートを活用すると、車載システムや産業用システムなど、開発中の最終アプリケーションで (ISO 26262、IEC 61508 などの) 幅広い規格に準拠することができます。  

製品 
決定論的能力のための QRAS AP00210 プロセスに準拠した開発
部品レベルでのランダムなハードウェア能力
TMS320F2837xD
yes
ASIL B/SIL 2 
TMS320F2837xS
yes
ASIL B/SIL 2 
TMS320F2807x
yes
ASIL B/SIL 2 
TMS320F28004x
yes

ASIL B (進行中)

F280049C/ F280049/ F280048C/ F280048 CLA 対応デバイスのみ
製品
IEC 60730 の機能
TMS320F2837xD Class C
TMS320F2837xS Class C
TMS320F2807x Class C
TMS320F28004x Class C 
TMS320F2806x Class B
TMS320F2805x Class B
TMS320F2803x Class B
TMS320F2802x Class B
TMS320F28002x Class C