此外，用户可以对 PWM 模块中的每个 PWM 输出进行独立极性控制，这意味着 Pic- colo 微控制器的 PWM 对不会像TMS320xF24xx 中一样强制为互补对输出。而且，与事件管理器的 PWM 不同，Piccolo 微控制器的 PWM 模块可以通过可配置时间或相位偏移 同步时基;因此，其功能可以创造出更先进的时间同步系统。 然而，与事件管理器相似，Piccolo PWM 也具有跳闸区逻辑，但这一点已通过一次性 PWM 跳闸乃至逐周期 PWM 电流限制操作进行了进一步扩展。 除此以外，Piccolo 的 PWM 在 TMS320xF24xx 系列的跳闸功能上进行了进一步扩展，它提供了强制 PWM 进入高阻抗状态的选项，可以设置 高或低跳闸条件，从而通过跳闸区逻辑实现更强大的安全和保护功能。
比较 Piccolo 微控制器与 TMS320xF24xx 器件的 ADC，我们会发现 Piccolo 微控 制器提供了多个优势。 首先，Piccolo ADC 可提供 12 位的分辨率，而 TMS320xF24xx 提供的是 10 位分辨率。Piccolo 微控制器的 ADC 同样具有更快的转换率，其速率 高达 4.6 兆样本/秒 (MSPS)，而 TMS320xF24xx 器件则为 1.18 至 2.67MSPS。 因此，Piccolo 微控制器的 ADC 不仅能够在数字域上更准确地显示模拟信号，还可以明显更快地捕捉信号以及将信号转换到数字域。 在架构方面，Piccolo 微控制器 ADC 提供了两个独立的取样保持单元，但 TMS320xF24xx 器件仅提供一个取样保持单元。 通过同步双路取样保持功能，Piccolo 微控制器能够同步取样电机应用的相电流，乃至同步取样电流和电压测量。从操作的角度来看，Piccolo 基于启动转换 (SOC)，而 TM- S320xF24xx 器件则基于自动序列发生器。虽然 Piccolo 微控制器可以从单个触发器中创造出持续的转换系列，但由于 TMS320xF24xx 系列中的 ADC 基于自动序列发生器，因此 Piccolo 微控制器的 ADC 使用了 SOC，其中可以针对每个转换指定触发源、样本窗 口大小和通道。这为 ADC 资源提供了最大的灵活性，可以满足不同的系统需求。
最后，Piccolo 系列与 TMS320xF24xx 系列的差异在于事件捕捉 (CAP) 和正交编码器接口 (QEP) 在硬件中的实施方式。 请回想一下，TMS320xF24xx 器件上的 CAP 和 QEP 外设均集成在事件管理器 (EM) 中，它们与 PWM 输出共享定时器资源。 相反，在 Piccolo 微控制器中，CAP 和 QEP 功能单独位于独立的模块中，具有独立的时基。 就功能而言，Piccolo 微控制器的捕捉单元以相似的方式操作，但也具有其他一些特征。 例如，某些 Piccolo 器件甚至包含高分辨率捕捉功能，由此，可以在典型的 300ns 分 辨率下测量出外部脉冲之间的区别。 这会带来更低延迟的系统反馈。 此外，每个事件 捕捉模块都可以在 PWM 模式下工作，可以在 PWM 模块的 PWM 输出之外提供额外的 PWM 输出。
正如本文前面简要提到的那样，Piccolo 包括许多架构增强功能，可以减少控制延迟、 降低系统成本并简化系统设计。 这些增强功能包括片上比较器、片上可编程增益放大器 (在精选器件中)、低延迟 PWM 跳闸、双路取样保持 ADC 和集成生命支持功能。
图5： Piccolo TMS320F2805x 架构方框图
在将电流和电压测量反馈回 Piccolo 微控制器的过程中，ADC 输入引脚也会通过集成 DAC 送入片上比较器中，从而进行过电流或过电压比较。 如果系统状态位于确定的“正常”状态之外，比较器将触发直接异步跳闸以设置 PWM 输出，从而在低至 30ns 下关闭 PWM 输出。 或者，如前所述，PWM 可以逐周期跳闸，从而进行电流限制操作而非系统停机。
在 Piccolo TMS320F2805x 器件中，可编程增益放大器 (PGA) 甚至可以进行片上集成，获取来自 ADC 引脚的输入，并在送入 ADC 个比较器之前进行放大。 PGA 不仅可以降低系统成本，由于系统在外部需要这些 PGA(在未进行片上集成的情况下)，它们还可以通过随电机速度的下降扩展 ADC 范围的方式在电机控制等应用中大展所长。
如前所述，Piccolo 微控制器中的 ADC 包含双取样保持单元;但在 TMS320xF24xx 系列中，ADC 仅提供一个取样保持单元。 虽然 TMS320xF24xx ADC 可以尝试模拟同步双 取样，样本间的延迟通常为 850ns，但Piccolo 微控制器的 ADC 具有两个完整的取样保持单元，且同步样本之间无延迟。 在需要测量同步相位电流或同步电流和电压读数时， 这一点非常重要。 样本之间的任何延迟都将会在系统建模中造成误差，甚至会在由此产生的系统控制中造成误差。 Piccolo 微控制器消除了这种误差，可以进行更准确的系统测量和控制。
最后，与 TMS320xF24xx 器件相比，Piccolo 微控制器提供额外的生命支持电路，可以降低 Piccolo 器件供电和计时的成本和复杂性。 Piccolo 微控制器具有一个片上电压 稳压器 (VREG)，允许设计人员向器件提供单个 3.3V 输入。 VREG 可无缝自主地将输 入电源调整为模拟子系统需要的 1.8V 电压轨。 同样，Piccolo 器件还具有上电复位 (POR) 和欠压复位 (BOR) 功能，可消除增加外部电路来监控器件电源输入的需求。 此外值得一提的是，Piccolo 微控制器提供两个具有时钟故障检测功能的片上振荡器，可 在出现故障时无缝切换至备份时钟源。
软件、可编程性和支持
从软件来看，与 TMS320xF24xx 系列相比，Piccolo 器件拥有丰富的软件资源。 Piccolo 器件全部可使用 C 语言进行编程，其中某些器件甚至自带浮点支持。 通过独特的器件库，您可以使用 Piccolo 进行轻松编程和开发。 例如，IQMath™ 库为定点器件提供了浮点开发的益处，使开发更加容易，同时在定点和浮点器件之间提供了更好的代码移植性。 还有适用于简单 FFT、FIR、复数数学、信号生成等的 DSP 库。 此外，如果您熟悉 TMS320xF24xx 器件上的电机控制库，此库经过多年的更新和优化，已成为适用于 Piccolo 微控制器且经过全面优化的最新电机库。 您可以找到与 TMS320xF24xx 器件的电机库相同的功能，但我们使用更新的功能扩展了这个新库，包括 3 相传感和无传感电机的控制。 此外，我们还针对基于太阳能和数字能源的开发提供了优化的应用库，为开发人员提供一整套经过应用调优的库，可缩短开发时间。
图 6：controlSUITE软件套件
全部C2000 软件是通过 controlSUITETM 软件套件提供的。controlSUITE 是一款完全免费的单一访问点，可获取所有 C2000 器件软件、开发套件资源、软件库、文档和设计支持。controlSUITE 配备有图形用户界面 (GUI)，可轻松访问 C2000 软件和文档，同样它也提供自动更新实用程序，可让用户获得最新的 C2000 软件和文档。 用户可访问前面提到的器件库和应用库以及详细的示例项目，快速开始使用 C2000 器件。 其中还提供了详细的文档，包括用户指南、应用手册和白皮书。 无需通过 Web 四处搜索器件标题、库或文档，controlSUITE 即是可以满足所有 C2000 微控制器需求的集中资源。
图7： Code Composer Studio IDE
使用 Code Composer Studio v5 (CCS) 集成开发环境 (IDE)，C2000 器件开发更轻松。 CCS 是一种基于 Eclipse 的 IDE，可为大多数嵌入式设计人员提供熟悉的功能。 它包含优化的编译器、调试器、描述器和仿真器等。 此外，熟悉 RTOS 嵌入式开发的开发人员还可以畅快地使用 CCS 附带的 SYS/BIOS RTOS。
C2000 还通过大量的开发工具套件提供了多种基于器件和应用的资源。 通过 C2000 controlSTICK 和 C2000 LaunchPad 开发套件中的入门示例项目，用户可以体验器件级编程和原型设计。 对于系统级原型设计，用户可以购买 C2000 实验板套件，它可提供实验电路板区域并访问所有 Piccolo MCU 信号。 对于专业的系统开发人员，C2000 微 控制器还提供了大量的应用开发套件。 从电机控制到数字电源，从太阳能到照明乃至 PLC，C2000 微控制器提供的众多开发套件能够帮助设计人员加速应用开发。 有关所有 C2000 开发套件的完整列表，请访问www.ti.com/c2000tools 或查看 controlSUITE 的“套件”部分。
通过 C28x 内核的向后兼容性，您可以轻松移植 TMSxF24xx 器件代码。 CCS 具有编译器选项，可以将基于 C24x 的器件中的汇编码导入到更新的基于 C28x 的 C2000 器件中。 有关分步迁移信息，请参阅“入门资源”部分 TMS320C28x CPU 和指令集参考指南链接中的附录 C。 同样，我们也提供了用户指南，其中详细介绍了将基于 C24x 的器 件代码移植到基于 C28x 的器件中时的指令集兼容性以及软件迁移需求。 最后，如果遇到问题，我们的工程团队可为您解难答疑。 请访问 E2E 论坛，获取问题答案并解决 您在过渡至 Piccolo MCU 的过程中可能遇到的任何难题。 请访问 e2e.ti.com 并导航至左侧导航栏“微控制器”(Microcontrollers) 部分下的“TMS320C2000™ 32 位实时 MCU”(TMS320C2000™ 32-bit Real-time MCUs)。
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