德州仪器(TI)的C2000系列产品是半导体发展史上的一个传奇,它不仅代表了TI在数字信号处理器领域的深厚积累,也是实时控制应用中的佼佼者。从1994年推出的第一个TMS320C10处理器,提供16位DSP定点内核,到今天的集成神经处理单元(NPU)的智能实时MCU,可以说,C2000系列的发展历程见证了这30年来的技术的演进和市场需求的变化。
近日,TI宣布推出两款全新的C2000系列实时微控制器——TMS320TMS320F28P55x系列和F29H85x系列。这两款产品的技术进步不仅标志着TI在实时控制领域的又一次飞跃,也为汽车和工业应用带来了更智能、更安全的处理能力。特别值得一提的是,TMS320F28P55x系列这是业界首个集成神经处理单元(NPU)的实时微控制器产品系列,它能够实现高精度、低延迟的故障检测,借助边缘AI,将智能实时控制推向了一个新的高度。
德州仪器中国区技术支持总监师英
TMS320F28P55x系列:AI驱动的实时控制革新
TI在C2000系列的最新力作——TMS320F28P55x系列,标志着工业和汽车领域实时控制系统迈入了一个新的里程碑。该系列MCU以其集成的神经处理单元引领行业潮流,不仅提升了故障检测的精度,也极大降低了系统的响应时间,这对于需要快速、精确控制的应用场景至关重要。
TMS320F28P55x系列的问世,响应了工业和汽车领域日益增长的智能化需求。据德州仪器中国区技术支持总监师英介绍,在太阳能及供电系统的电弧检测等应用中,TMS320F28P55x系列展现了其卓越的性能。电弧作为一种潜在的火灾隐患,其有效检测与预防对于保障安全至关重要。TMS320F28P55x系列的高准确率故障检测能力,使得它在马达驱动领域的应用同样引人注目,能够预测并预防未来可能出现的故障,极大提高了系统的可靠性。
该系列MCU的另一大亮点是其内置的Flash memory,容量高达1.1MB,配合24个高精度PWM通道和最多39个ADC通道,使其能够满足复杂的实时控制需求。TMS320F28P55x系列不是单一的产品,而是一个包含多种配置的产品家族,TI已经推出了不同内存规格、汽车级认证以及功能安全等级的产品组合,并预计将推出超过40款型号,以适应市场的多元化需求。
在AI技术的推动下,TMS320F28P55x系列展现了边缘AI的强大潜力。与传统的云端AI相比,边缘AI的所有神经网络推理算法均在设备端执行,这不仅提升了实时性,降低了系统功耗,还增强了数据安全性。TMS320F28P55x系列的NPU在运行卷积神经网络(CNN)模型时,相较于CPU,运算效率提升了5至10倍,故障检测准确率高达99%。
TMS320F28P55x系列的实际应用已经得到了市场的验证。合作伙伴SOLAX基于TMS320F28P55x系列开发的电弧检测模块,能够在5毫秒内完成单次电弧判断,并在0.2秒内自动切断电路,几乎实现了零误报率。这一成果不仅提高了太阳能装置的安全性,也优化了用电安全。SOLAX Power的董事长兼总经理李新富先生对TMS320F28P55x系列给予了高度评价,他认为TI的边缘AI技术显著提高了太阳能装置的电弧故障检测准确性,传统的检测方法在适应性和灵敏度方面的限制得到了突破,减少了误报或漏报的风险,从而提高了生产力和操作员的安全性。
F29H85x系列:C29内核驱动的高性能与安全MCU
TI的F29H85x系列微控制器(MCU)以其搭载的新一代C29内核,标志着C2000系列在性能上的一次巨大飞跃。这款新品不仅在数据处理能力上实现了从32位到64位的跨越,还通过其超长指令字(VLIW)架构,实现了单个指令周期内最多完成八条指令的并行处理能力,显著提升了并行运算效率。
在安全性能方面,F29H85x系列MCU达到了汽车行业的ISO26262 ASIL-D和工业领域的IEC61508 SIL-3级别的最高安全标准,展现了其在功能安全和信息安全领域的卓越性能。该系列引入了硬件安全模块(HSM),确保了在全球范围内满足各种信息安全要求,无论是面对国际还是区域性的标准。
F29H85x系列的架构设计中,师英特别强调了多重隔离机制,类似于防火墙,以及功能安全与信息安全单元(SSU),这为应用程序代码、数据和保密内容提供了有效的隔离保护,全面满足了功能安全与信息安全的要求。
F29H85x系列的应用范围广泛,不仅在汽车领域的车载充电机(OBC)、DC/DC转换器和主机MCU集成式架构中表现出色,也适用于多电机牵引逆变器、助力转向系统,以及光伏逆变器等新兴电源结构。这款MCU的高中断效率和安全性能支持,使得仅需一颗芯片即可实现以往需要三颗MCU才能完成的功能,从而提升了系统效率,减小了尺寸,并降低了成本。
结语
C2000系列作为TI乃至业界最为悠久的MCU产品线之一,其30年的发展历程充分展示了TI在实时控制领域的深厚积累和持续创新。从最初的16位DSP定点内核到今天的集成NPU的智能实时MCU,C2000系列在摩尔定律不断演进、架构不断变化的竞争中,始终保持活力。C2000依然活跃在MCU市场,屡发新品的同时,也在不断得到新老客户的认可与青睐,满足市场和技术的变革。未来,C2000系列将继续以其核心竞争力,引领实时控制技术的发展,为全球客户提供更加可靠、安全、经济实用的解决方案。
撰稿人:佟伟
责任编辑:朱晓裔
审 核 人:李峥
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