マイコン(MCU)

C2000™ 32 ビット・マイコン

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 Delfino™ マイコン

高性能な閉ループ・アプリケーション

C2000 Piccolo™ マイコン

広範な閉ループ・アプリケーション

C2000 InstaSPIN™ マイコン

高度なモーター制御オンチップ技術

C2000 F28x マイコン

信頼性の高い産業用閉ループ制御

概要 

C2000 リアルタイム制御マイコンの概要

リアルタイム制御の DNA。

C2000 リアルタイム制御マイコンは、リアルタイム制御アプリケーション向けに設計され、高性能コアおよびアプリケーション向けにチューニングされたペリフェラル内蔵の C28x ベースの 32 ビット・マイコンです。コアが数値演算に最適化されているため、設計のシステム効率、信頼性、フレキシビリティ向上に役立ちます。強力な内蔵ペリフェラルにより、これらのリアルタイム・デバイスは各種アプリケーションに最適なシングルチップ制御ソリューションとなります。

マイコンの動作の仕組み

リアルタイム制御用に構築

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。

  • 迅速で高精度の検出により、システムの応答速度と性能が最大化
  • 特化型の処理により、複雑な閉ループ制御アルゴリズムの待ち時間を最小化
  • 高精度の構成可能アクチュエータ駆動により、高度な制御方式を最高の性能で実装するフレキシビリティを達成
  • モーター制御、デジタル電源、産業用ドライブ、ソーラー・インバータなどの閉ループ制御アプリケーションに最適
マイコンのリアルタイム制御

新しい Piccolo F28004x シリーズ

電力制御アプリケーション向けに最適化された、新しい Piccolo F28004x は、Delfino F2837x と Piccolo F2807x の各シリーズで導入された世代進化を土台として活用しています。同時に、Piccolo の既存のお客様が、優れた性能と手ごろな価格の選択肢を両立した独自の組み合わせに魅力を感じていることも重視し、ロードマップを提示するとともに、適切な製品ラインアップを拡充します。

適切に調整した性能と電力

  • 100MHz/256KB フラッシュ/100 KB SRAM(パリティ付き)
  • ECC フラッシュ、デュアル・ゾーン・セキュリティ搭載
  • 浮動小数点/三角関数算術演算ユニット 
  • 次世代 CLA
    • 継続的なバックグラウンド・タスクのサポート
  • F2806x に比べて 60% 以上の消費電力低減 

複数の新機能

  • 組込み型のリアルタイム分析/診断ユニット(Embedded Real-Time Analysis And Diagnostic Unit、ERAD)
    • 強化されたデバッグ機能とシステム分析機能
  • 消費電力を削減するためのオンチップ DC/DC
  • フレキシブルな複数のブート・モード
  • 高速シリアル・インターフェイス
  • コンフィギュラブル・ロジック・ブロック

高度な動作と設計に関するフレキシビリティ

  • 第 4 世代 ePWM の活用により非常に高度なスイッチング手法を実装し、効率と電力密度を改善
  • 拡張クロスバーを通じて、入力、出力、複数の内部リソースの組み合わせでフレキシビリティを高め、非常に高度な制御/保護メカニズムを実現

アナログ機能と保護機能を統合

  • 後処理機能とスレッショルド操作が可能な 3 個の 12 ビット 3.45MSPS ADC
  • ポスト・ゲイン・フィルタリング機能とバイパス・オプションを実装した 7 個のオンチップ PGA(ゲインは 3/6/12/24)
  • 7 個のウィンドウ・コンパレータと 2 個の 12 ビット出力 DAC
  • 4 個のデルタ-シグマ変調チャネル

幅広い製品ラインアップ

Piccolo および Delfino の各マイコン・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ます。

  • エントリ・レベルから最高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 1MB までの多様な統合型フラッシュ・メモリ・サイズ
  • -40℃ ~ 125℃ の温度範囲、AEC-Q100 認定
  • 多様なパッケージ・オプション

C2000 リアルタイム・マイコン製品ラインアップには、Delfino と Piccolo の各マイコン・ファミリが含まれます。各ファミリはさまざまなマイコン・シリーズで構成されています。シリーズはそれぞれ最後に x を付けて表され(F2803x など)、複数の標準型番(F28035 など)と追加の注文可能な型番(TMS320F28035PNT など)が存在します。通常、ツールはシリーズのスーパーセット(最大)の型番で作成され、資料はシリーズのスーパーセットの型番を参照します。

Piccolo™ マイコン

低コスト。高集積。

Piccolo マイコンは、アナログとシステムを高い水準で統合し、強力な制御ペリフェラルと処理能力を組み合わせているため、コスト重視のアプリケーションでリアルタイム制御を可能にします。画期的なアクセラレータ技術によって高い水準の性能を実現するのと同時に、システム・コストを低減します。

主な機能
  • 40 ~ 120MHz C28x
  • 16 ~ 512KB フラッシュ
  • 浮動小数点オプション
  • CLA コプロセッサ
  • VCU アクセラレータ
  • TMU アクセラレータ
  • 最大 4.6MSPS のデュアル・サンプル・アンド・ホールド ADC
  • 高速コンパレータ
  • デルタ-シグマ・フィルタ
  • 高分解能 PWM(最小 150ps)
  • プログラマブル・ゲイン・アンプ・オプション
  • USB サポート・オプション 
Piccolo マイコン・ファミリ

Delfino™ マイコン

最高度の高性能。

C2000 リアルタイム制御マイコンの Delfino シリーズは、優れた浮動小数点性能とアナログ統合を制御アプリケーションで実現します。Delfino マイコン・シリーズは、開発の簡素化を可能にし、厳しい要件が求められるリアルタイム・アプリケーションで世界トップ・クラスの処理を実現します。このシリーズには、各 CPU が 200MHz で動作する新しいデュアル・コア・マイコンと、最大 300MHz で動作するシングル・コア・オプションがあります。

主な機能

  • 各コアが最大 200MHz で動作するシングル・コアまたはデュアル・コアの C28x
  • 浮動小数点ユニット
  • 三角関数算術演算ユニット(TMU)
  • ビタビ複素ユニット(VCU II)
  • 最大 2 個のプログラマブル 32 ビット浮動小数点リアルタイム・アクセラレータ(CLA)をオンチップ実装
  • 最大 1MB のフラッシュ
  • 最大でデュアル構成の DMA コントローラ
  • 高分解能 PWM(最小 55ps)
  • 4 個の 16 ビット ADC が 1MSPS で動作
  • 32 ビット QEP とキャプチャ・モジュール
  • プログラマブル PWM トリップ
高性能マイコン

固定小数点

32 ビット固定小数点ファミリ。

固定小数点 32 ビット・マイコン・ファミリは、高性能固定小数点マイコンで構成されています。

主な機能

  • 60 ~ 150MHz の C28x
  • 最大 512KB のフラッシュ
  • 最大 12.5MSPS のデュアル・サンプル・アンド・ホールド ADC
  • 高分解能 PWM(最小 55ps)

型番デコーダ

C2000 リアルタイム制御マイコンの型番について。

マイコン型番デコーダ
デバイス・ファミリ

TMS320 = TMS320™ マイコン・ファミリ認定デバイス

TMX320 = TMS320™ マイコン・ファミリ検証用デバイス

TMP320 = TMS320™ マイコン・ファミリ試作デバイス

テクノロジー

F = フラッシュ

C = ROM/RAM

デバイスの型番

2802x/2803x/2805x/2806x/28004x/2807x = Piccolo マイコン

2833x/2834x/2837xS/2837xD = Delfino マイコン

280x/281x/2823x = 固定小数点マイコン

InstaSPIN ソフトウェア(オプション)

F = InstaSPIN-FOC™ ソフトウェア

M = InstaSPIN-MOTION™ ソフトウェア

パッケージの種類 (パッケージについては製品ページを参照)
温度範囲

A = -40˚C ~ 85˚C

T = -40˚C ~ 105˚C

S = -40˚C ~ 125˚C

Q = -40˚C ~ 125˚C(AEC-Q100)

テープ・アンド・リール(オプション) R = テープ・アンド・リール

処理

強力な処理能力

MHz あたりの性能が強化されており、独自のアクセラレーション機能を採用した結果、平均的なマイコンより多くの処理を実行できます。

  • 32 ビットの C28x™ DSP は複雑な制御理論に基づく動作を単一サイクルで処理でき、代表的なマイコンより高い MHz あたりの性能を達成
  • 単精度浮動小数点演算ユニット(FPU)を Delfino デバイスで標準装備、特定のデバイスで利用可能
  • CLA リアルタイム・コプロセッサにより、処理能力が倍増。複数のモーターや複数の出力段を独立制御
  • 複数のアクセラレータを採用して、三角関数、FFT、複素数など複雑な計算を含む、制御アルゴリズムと信号処理アルゴリズムの待ち時間を短縮
マイコンの強力な処理能力

C28x コア

マイコンの DSP 性能。

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、C28x と呼ばれる 32 ビット CPU コアを採用しています。汎用マイコンとデジタル信号プロセッサの架け橋として、C28x コアは DSP に匹敵するコード密度と実行速度に加え、マイコンの使いやすさとアクセスしやすさも実現します。

高性能マイコン・ブロック図

CLA リアルタイム制御アクセラレータ 

システムのモジュール性、安全性、性能に対する新しいアプローチ。

CLA は C28x コアをベースにした、C 言語によるプログラミングが可能な独立式の 32 ビット浮動小数点演算アクセラレータです。制御ペリフェラルへの独立アクセスにより、メイン C28x コアから独立した形で、完全に並列な制御ループを実行できます。CLA は、複雑でコストのかかるプロセッサを追加せずに、並列処理を可能にします。

リアルタイム制御アクセラレータ

アクチュエータ駆動

効率よく動作し、性能を向上させ、高度な制御手法を実装します。

  • 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
マイコンによるアクチュエータ駆動

PWM 信号ジェネレータ

フレキシビリティと性能がクラス最高の構成可能な PWM 信号ジェネレータ。

PWM は波形生成と同期化のフレキシビリティが極めて高く、波形の生成とともに、最も厳しい制御アプリケーションのタイミング要件への対応を可能にします。高分解能デューティ・サイクル制御、高度なデッドバンド・サポート、非同期 PWM トリップなどの機能により、アプリケーションはより高い周波数で動作し、より迅速に負荷の変化に応答し、不安定なシステム状態に対してほぼ即座に応答できます。

PWM 信号ジェネレータ

センサ

マイコン内の統合型アナログ

マイコン内の統合型アナログがもたらすシステムの利点。

電力効率の向上と、単一のマイコンへの高性能アナログ・ペリフェラルの高度な集積を必要とするアプリケーションにとって、統合型アナログは大きな利点をもたらします。こうした利点はアナログ・フロント・エンドの設計の簡素化に大きな役割を果たします。アナログ機能を集積した C2000 マイコンの選択により、システム・レベルのコスト、部品点数、基板面積の低減が可能になります。C2000 マイコン・ファミリは、性能の向上とシステム・コストの低減のため、ADC、DAC、デルタ-シグマ・フィルタ、過電圧保護と PWM 保護など各種のアナログ・ペリフェラル機能を搭載しています。

統合型アナログ・マイコン

高精度センシング

フィードバックの応答性と精度を最大化。

  • 12 ビットおよび 16 ビットの A/D コンバータ(ADC)を使用した高精度の信号サンプリング
  • 最大 12.5MSPS(メガサンプル/秒)の ADC 変換レートにより、動作周波数が上昇
  • 応答性の優れたアナログ・コンパレータにより、リアルタイムのシステム保護機能が向上 - 50ns のピン相互間応答時間
  • C2000 マイコンの高分解能キャプチャを使用した、高性能の外部センサとのインターフェイス
マイコンの高精度センシング
マイコンの高精度センシング

C2000 マイコンのセンサ・ペリフェラル

アナログ
システムの利点
16 ビット ADC

優れたデジタル・サンプリング精度

自律型の ADC トリガにより、CPU の帯域幅を解放し、オンタイム・サンプリングを実現

差動入力によりノイズを最小化

12 ビット ADC

高スイッチング周波数に必要な高速帰還ループを実現する高速サンプル変換

2 つの入力の同時サンプリングにより、入力位相を保持

プログラマブル・ゲイン・アンプ 外部オペアンプが不要の入力信号増幅機能
アナログ・コンパレータ

統合型の電圧監視機能により、低電圧または過電圧を防止する保護を実現

誤検出によるアラームを防止するシステム保護機能

12 ビット DAC

ADC 結合リファレンス・モードでは、オンチップ ADC で使用される基準電圧を DAC が共有

オンチップ EPWM モジュールとの同期更新動作が可能 

デルタ-シグマ・フィルタ

「高温側」の絶縁型コンバータに直接インターフェイスできる統合型のデルタ-シグマ・フィルタ復調器によって、ハイサイド電流センスを実現

PWM トリップ・ロジックに対するクローズ・カップリングによって、高速な保護動作を実現 

エッジのキャプチャ

アプリケーションに対するパルス・トレイン信号の高分解能測定を周期的またはデューティ・サイクル・ベースで実施:

        回転機械の速度測定(例:歯付きスプロケットをホール・センサで感知)

        液体の流速や流量を測るタイム・オブ・フライト測定

        PWM 信号の検証

あらゆるシリーズで利用可能な標準キャプチャ(eCAP)ペリフェラル、一部のシリーズで利用可能な高分解能(HRCAP)ペリフェラル - 300 ピコ秒以上の分解能

C2000 マイコンのアナログ・ペリフェラル

以下の情報は、各内蔵型アナログ・ペリフェラルの主な特長と、評価を開始するための推奨デバイスを示しています。

リアルタイム制御マイコン
>12MSPS
>4MSPS
>2MSPS
1.1MSPS/3.5MSPS
ウィンドウ・コンパレータ
ピーク電流モード・コンパレータ
PGA
DAC
デルタ-シグマ・フィルタ
キャプチャ
キャプチャ + HRCAP
12 ビット ADC
16 ビット/12 ビット ADC
F2802x
no
yes
yes
no
no
yes
no
no
no
yes
no
F2803x
no
yes
yes
no
no
yes
no
no
no
yes
yes
F2805x
no
no
yes
no
yes
yes
yes
yes
no
yes
no
F2806x
no
no
yes
no
no
yes
no
no
no
yes
yes
F28004x
no
no
yes
no
yes
yes
yes
yes
yes
yes
yes
F2807x
no
no
yes
no
yes
yes
no
yes
yes
yes
no
F2833x
yes
yes
yes
no
no
no
no
no
no
yes
no
F2837xS
no
no
no
yes
yes
yes
no
yes
yes
yes
no
F2837xD
no
no
no
yes
yes
yes
no
yes
yes
yes
no

アナログ・テクノロジー 

コストと基板面積の低減に必要なアナログ・ペリフェラルの統合と性能。

超高速 A/D コンバータにより、必要なタイミングで正確なフィードバックが得られます。高速コンパレータを使用することで、フィードバック信号を正確にテストして迅速なシャットダウンやシステム動作の変更が可能となります。また、内蔵オペアンプにより外部コンポーネント・コストを低減します。内部発振回路、ウォッチドッグ、電圧レギュレータ、パワーオン・リセット/ブラウンアウト・リセット保護により、追加コストや実装の手間なしに、必要なシステム・サポートが得られます。

アナログ・テクノロジーの図

安全/セキュリティ

企業にとって、製品のファームウェアに含まれる知的財産は、市場における競争上の大きな強みとなる場合があり、高い盗難のリスクがあります。最終製品をコピーする目的でシステムの部品を目視で分解することは一般的な方法ですが、マイコンで動作するファームウェアを保護すれば、運用中のシステムの完全な複製を防げます。また、現在はファームウェアの共同開発が一般的になりつつあります。よくあるケースとして、特定のシステム・ファームウェアはメイン・エンジニアリング・チーム以外が担当したり、場合によっては社外で開発したりすることがあります。その際、ファームウェアを秘密にしたままで、同じシステムのプログラムの一部を別のグループが開発およびテストできるようするのが望ましい場合があります。

C2000 マイコン・シリーズ
セキュリティ・イネーブラ
セキュリティ機能の詳細

TMS320F2837xD

TMS320F2837xS

TMS320F2833x/23x

TMS320F2807x

TMS320F28004x

TMS320F2806x

TMS320F2805x

TMS320F2803x

TMS320F2802x

F28M3x

ソフトウェア IP 保護 コード・セキュリティ・モジュール(CSM):ユーザーがオンチップ・メモリに保存されたファームウェアの不正なアクセスやプログラミングをブロックできる機能
デバッグ・セキュリティ  CSM を介したエミュレーション・コード・セキュリティ・ロジック(ECSL):ユーザーがパスワードを介してメモリへのアクセスをフル・デバッグできる機能

ほとんどの C2000 デバイスで提供されているセキュリティ・イネーブラにより各種の脅威に対処する方法をご確認ください。

SafeTI™ 設計パッケージは、設計者が工業標準の機能安全要件を満たし、体系的な不具合とランダムに発生する不具合の両方を管理できるようにします。SafeTI コンポーネントを使用することにより、該当する最終製品の安全認証取得が容易になり、現在世界中で使用されている安全重視のシステムの市場投入期間を短縮できます。

安全設計パッケージ

コネクティビティ

システムを完成させるために必要なコネクティビティ

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・インターフェイスから、CAN や LIN などのプロトコルや、USB や FSI などの規格に至るまで、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。

リアルタイム制御マイコン

C2000 リアルタイム・マイコン制御に関するビデオ(英語)