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マイコン(MCU)

C2000 リアルタイム制御マイコン – センシングと DSP

C2000 は、信号の高速アクイジションとプロセッシングが重要な役割を果たすさまざまなアプリケーションで採用されています。

アクイジション、プロセッシング、シミュレーションの機能に対応する C2000 製品ラインアップの各機能の詳細をご確認ください。

ツールとリソース

C2000 のツールと評価基板を使用するほか、シミュレーションとコード生成を実施するサード・パーティーのツールを活用することも可能.

学習とトレーニング

センシングと信号処理に対応する C2000 アプリケーションに関する学習とトレーニングのための広範なリソースが用意されています.

センシングと信号処理用の C2000

C2000 マイコンに含まれる主な機能は、センシング・システムや処理システムで活用できます。制御要件があるシステムでは、システム・パラメータを高い精度でセンシングすること、短い待ち時間で制御補償計算式を処理すること、動作信号を精密に生成することが求められます。

こうした機能によって、リアルタイム・ハンドシェイク、データ共有、デバックが可能になります。C2000 デバイスは高度に構成が可能で、センシング、処理、アクチュエータ駆動、接続性を制御する機能を備えています。 

C2000 のセンシングと信号処理のアプリケーション

カテゴリ
センシングと処理の対象になるのは何ですか?
最終アプリケーション
ソリューション
無線、磁気、光 測距または近接検出に関するレーダー、音響磁気、および LIDAR 技術

ブラインド・スポット検出向け 24GHz レーダー

電子式商品監視タグ検出

ロボットによるコース・マッピング

no
音速と超音波 距離、液面、流量、または近接検出用の聞き取れない高周波音

音響マッピングと魚群探知器

車載および産業用途、流量センサ

ロボットおよびドローン向け衝突回避

超音波センシングを使用した液面/濃度の測定用評価基板

オートモーティブ向け超音波式液面/品質測定に関するリファレンス・デザイン

電源 テストと診断で使用する電圧、電流、および周波数

電力およびベクトル測定、コンディショニング・ユニット

バッテリと LED の試験装置

産業用測定機器

アーク検出

インターリーブ型 CCM トーテムポール・ブリッジレス力率補正(PFC)のリファレンス・デザイン

Software Phase Locked Loop Design Using C2000™ Microcontrollers for Three Phase Grid Connected Applications(英語)

Implementing Arc Detection in Solar Applications: Achieving Compliance with the new UL 1699B Standard(英語) 

ローター位置 回転子シャフトの位置または速度に関する光シグナルまたは磁気シグナルのエンコード/デコード 産業用ドライブ、オートメーション、およびロボットで使用される高精度モーター・コントローラに統合されているスタンドアロンのエンコーダまたはデコーダ機能  C2000 DesignDRIVE ソフトウェア:産業用ドライブとモーター制御向け
キャリア周波数 電源ライン上を搬送される変調周波数 太陽光発電の電力線通信、家電製品、およびその他の産業用アプリケーション Interfacing the C2000™ With an AFE030/1: FSK Example(英語)

信号センシングと作動&

どの C2000 デバイスも、オンチップ A/D コンバータ(ADC)を搭載

  • 12 ビット・シングルエンド入力または 16 ビット差動入力
  • デュアル・サンプル・アンド・ホールドを搭載したシングル A/D コンバータ、またはシングル・サンプル・アンド・ホールドを搭載した複数の A/D コンバータ
    • シーケンシャル・サンプリングまたは同時サンプリング動作が可能
  • 変換速度は 1MSPS から 12MSPS 超

C2000 デバイスは、DMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)機能を実装した SPI と McBSP の各デジタル・ペリフェラルを搭載し、外部 ADC とのインターフェイスを実現

  • 一部のアプリケーションでは、C2000 マイコンに内蔵されているペリフェラルなどを上回る仕様を達成した特化型のアナログ・フロント・エンドまたは A/D コンバータを外付けで用意することが必要
  • 内部タイマを使用して、外部の変換に同期する機能 

高分解能キャプチャ(High-resolution capture、HRCAP)ペリフェラルは、外部パルス幅を測定し、数百 ps(ピコ秒)未満で分解能の代表値を実現します。 

用途: 

  • 静電容量式タッチ・アプリケーション
  • パルス・トレイン・サイクルの高分解能測定を、周期的またはデューティ・サイクル・ベースで実施
  • 瞬間的な速度測定
  • 瞬間的な周波数測定
  • 絶縁境界にまたがる電圧の測定
  • 距離 / ソナーの測定とスキャン

信号処理

C2000 の処理ユニット

C28x CPU の特長として、修正ハーバード・アーキテクチャと循環アドレッシングを挙げることができ、ほかに、シングル・サイクル命令実行、レジスタ相互間操作、直感的な命令セット、バイト・パックとアンパック(パック解除)、ビット操作も実現しています。

命令とデータそれぞれのフェッチを並列に実行できます。CPU は、データを書き込んでいる間に、命令とデータを同時に読み取ることができ、パイプライン全体でシングルサイクル命令実行の動作を維持できます。 

アクセラレータ

制御補償器アクセラレータ(CLA)

フル・プログラマブルな独立式の 32 ビット浮動小数点ハードウェア・アクセラレータであり、算術演算集約型の計算向けに設計されています。C28x CPU と並列にデジタル信号処理または制御アルゴリズムを実行するために設計されており、計算能力を実質的に 2 倍に引き上げます。 

三角関数算術演算ユニット(TMU)

FPU の拡張に加え、以下の三角関数と算術演算を効率的に実行できるように命令セットを強化:サイン、コサイン、アークタンジェント、除算、正の平方根。 

単精度浮動小数点演算ユニット(FPU)

  • 浮動小数点レジスタと浮動小数点命令の拡張セットを追加
  • 浮動小数点算術演算により広いダイナミック・レンジを実現し、プログラマがスケーリング(桁あふれや桁落ちを防止するための桁数の拡大縮小)と飽和に配慮する必要がなくなり、コードの開発が平易化
  • 浮動小数点性能を通じて、信号処理と制御のアルゴリズムで使用されている算術演算能力を大幅に強化。
  • 浮動小数点の算術演算により、固定小数点に比べると、以下の演算に関して平均 2.5 倍の性能改善を実現

ビタビ、複素算術、CRC ユニット(VCU)

  • フィルタリングや特殊な分析などの汎用の信号処理に関しても、緊密に結合された固定小数点アクセラレータは非常に有用
  • 16 ビットの複素 FFT 固定小数点演算はステージあたり 5 サイクルのみで実行可能
  • 複素フィルタ機能
  • 複数の係数を持つ I と Q の複素乗算(4 回の乗算)をシングル・サイクルで実行
  • 16 ビット複素データを構成する実数部と虚数部をメモリに対して読み書きする操作をシングル・サイクルで実行
  • データの整合性を検証する、8 ビット、16 ビット、24 ビット、32 ビットの CRC 演算

関連資料

The TMS320F2837xD Architecture: Achieving a New Level of High Performance

C2000 マイコン製品ラインアップは、アクイジション、プロセッシング、シミュレーションの機能に関して最適な性能を提供します。最新の Delfino アーキテクチャと新しい Piccolo アーキテクチャの機能に関する詳細をご確認ください。

Accelerators: Enhancing the Capabilities of the C2000 MCU Family Technical Brief

リアルタイム制御システムには、安定性を維持し全体の性能を高めるためにレイテンシを最小限に抑えることができる、迅速で効率の良い処理能力が必要です。C2000 マイコンはこうした課題を解決します。

C28x FPU Primer

C2000™ マイコンに搭載されている浮動小数点ユニット(FPU)の詳細。

システム作動

どの C2000 デバイスも、カスタムの PWM シミュレーションまたは搬送波信号を生成する目的で使用できるフレキシブルなタイマを搭載