嵌入式处理

作者: Emma Wang

最新一代C2000 F2838X系列产品，在芯片内部集成了EtherCAT 从站控制器 (ESC)。 本文介绍了如何利用TI的开发板实现与PC 之间的EtherCAT通讯。

1.硬件准备

1.1开发板的调整

根据测试使用的F28388D controlcard 版本不同，需要做相应的调整。

位于F28388D 内部的EtherCAT Slave Controller (ESC)需要25MHz的主频。硬件上， controlCARD 版本号MCU063B 以后的均默认开始外部25 MHz 时钟，不需做其他修改，早期版本的controlCARD (MCU063E1, MCU063E2, MCU063A)硬件上使用20MHz的时钟，需要做修改。早期版本的Control CARD 硬件上，有20MHz和25 MHz 两个时钟，修…

作者：Emma Wang and Minghan Dong

在通讯电源领域，有很多开发者需要采用峰值电流控制。在最新一代的C2000中，比如F28004X和F28002X（本文的讨论都是基于这两个系列的芯片），可以利用C2000内部的CMPSS 模块对电感电流进行比较，产生比较信号后，通过PWM的T1或T2事件去控制PWM的发波。

但是，Digital compare 模块和Trip zone 模块紧紧耦合在一起，所以开发者稍不留神，就会出现预料之外的现象。这里，以同步boost 电路为例，分析一下异常情况的原因和解决办法。

每个Digital compare模块能够根据你选则的输入信号，满足低或高时，产生总共4个比较事件，即DCAEVT1/2和DCBEVT1/2。然后去做一些事情，比如，产生PWM保护，同步其他PWM，或者是去触发ADC采样。另外，也可以将这个信号可以送入T1和T2事件，去做PWM的动作。

图1 PWM 子…

作者：Kevin Koestler

Omdia 预计，低功耗无线微控制器 (MCU) 的出货量将在未来四年内翻一番，达到 40 亿件以上。MCU 大量上市将为无线连接带来比以往更多的机会，并越来越多地用于各种应用和技术中，包括低功耗 Bluetooth ®、Zigbee®、Thread、Matter、Sub-1GHz、Wi-SUN 和 Amazon Sidewalk。通过16 款全新的无线连接器件，我们可帮助您创新、扩展和加速无线连接的部署，不受连接对象或连接方式的影响。

灵活支持不同无线连接设计

设计过程的第一步是选择无线 MCU，即选择 MCU 平台和无线电，以及从众多通信协议中选择一项合适的协议。业内不仅有多种协议可选，而且每种协议都具有多种特性和上百种选项，所有这些都会让您不知所措…

与碳化硅 (SiC)FET 和硅基FET 相比，氮化镓 (GaN) 场效应晶体管 (FET) 可显著降低开关损耗和提高功率密度。这些特性对于数字电源转换器等高开关频率应用大有裨益，可帮助减小磁性元件的尺寸。

电力电子行业的设计人员需要采用新的技术和方法来提高GaN 系统的性能，在利用GaN 技术开发现代电源转换系统时，C2000™实时微控制器 (MCU) 可帮助应对各种设计挑战。

C2000实时MCU 的优点

C2000 MCU 等数字控制器具有出色的适用性，适合各种复杂的拓扑和控制算法，例如零电压开关、零电流开关或采用混合磁滞控制的电感器-电感器-电容器 (LLC) 谐振直流/直流电源。

C2000 MCU 可提供以下优势：

• 复杂的时间关键型计算处理。C2000 MCU 拥有高级指令集，可显著减少复杂数学计算所需的周期数…

让我们试想一下一种可以减少模拟组件数量并缩小电路板尺寸的设计。使用这种设计，您可以针对特定应用定制功能，并针对性能、功耗、尺寸和成本进行优化。现在，一个简单的MSP430 MCU就可以满足上述所有功能。让我们看一下MSP430 MCU在各种设计中可能会有怎样的新应用。

丰富的模拟功能

您可以使用MSP430 MCU分流许多重要的系统级功能并降低设计复杂性。将MSP430 MCU用作通用（或辅助）MCU意味着它可以处理多种系统级功能，例如输入/输出扩展、模数转换器 (ADC) 和LED控制，这可以减少布板空间和设计成本。您可以在 MSP通用型MCU培训系列中了解如何在各种应用中实现简单的模拟或数字功能。

低功耗楼宇自动化传感器设计

使用MSP430 MCU可以完成较小的印刷电路板布局布线、可扩展的范围感应和低噪声的高效分辨率采样。因此很适合各种楼宇自动化应用，例如热释电红外传感器 (PIR)、烟雾探测器（如图 1 所示）和恒温器。

我们一直在通过减少元器件的数量和节约印刷电路板的尺寸来追求系统设计的最优化。

增添小型、低成本的微控制器（MCU）以实现简单的辅助处理功能，可以对许多电路的设计产生助益。该通用MCU并非系统中主要的处理器，但它可处理一些必不可少的系统级功能，如LED控制或输入/输出扩展。本文中，我将说明如何在系统中集成多功能通用处理MCU来缩减物料清单（BOM）成本，节省电路板空间，并最大程度地简化设计。

例如，假如您要创建一个具有以下功能的新设计：

• LED控制
• I/O扩展
• 带电可擦可编程存储器（EEPROM）
• 外部看门狗时钟

您可使用分立元器件来实现所有功能。也可以考虑在通用MCU上执行软件实现同样的功能，以降低复杂性并减小电路板的尺寸，如图1所示。

图1：在单个通用MSP430 MCU上实现软件中多个分立元器件的功能

另一个值得考虑的设计方面的挑战——也许是一个最为重要的挑战——就是符合您的设计预算要求。…

目前世界人口已经达到了78亿，并且还在不断增加，预计到2050年将达到100亿。日益增长的人口既有对衣服，食物等基本必需品的需求，对舒适、安全生活的追求也不断增长。被广泛应用于智能制造、智能楼宇和智能电网领域的工业4.0技术以及即将推出的工业5.0创新技术，都是可以满足上述需求的现代自动化技术。

工业4.0云架构中使用的高性能多核处理引擎可以从数千个边缘传感器中收集数据并执行复杂的分析，从而管理工厂运营。随着端到端自动化的发展，传感器数量和需要管理的数据也相应地呈指数级增长。一个智能工厂可能拥有超过50,000个传感器，每天产生几千万亿字节的数据；即使是普通的办公大楼也可能产生数百GB的数据。

据国际数据公司(IDC)估计，到2022年，将有40%的数据被存储、管理、分析并留存在产生位置（也称为…

近年来，毫米波雷达技术愈益成熟。前面在工业领域，主要介绍了道闸雷达的应用；而在汽车领域，主要的雷达应用可以大致分为两大类：角雷达（Corner Radars）和前向雷达（Front Radars）。

角雷达（包括前向角雷达和后向角雷达）通常是短距离雷达，可满足盲区检测（BSD），变道辅助（LCA）和前后交通警报（F / RCTA）的要求；而前向雷达主要是用于自主紧急制动（AEB）和自适应巡航控制（ACC）的中远程雷达应用。

传统的角雷达主要是基于24GHz技术，但由于新兴的法规要求，并且需要更高的带宽，更小的尺寸以及更高的性能，角雷达正逐步向77 GHz频带转移。

本章节将会基于AWR1642介绍适用于角雷达的短程雷达解决方案。由于系统的框图跟之前的道闸雷达大同小异，主要的区别在于三点，一是雷达芯片使用的是AWR1642…

作者：Aki Li

在项目开发过程中，开发者出于保护核心算法的目的，希望将部分核心代码封装起来，使得其他使用者无法查看具体的代码实现细节，而不影响正常的调用。常见的思路是将核心的函数封装成库，下面将结合例程说明具体实现方法。

1.库的建立

1).新建库工程

在CCS中，选择Project -> New CCS Project，在工程配置窗口中，选择相应的“Target” device，以及输入自定义的工程名字；然后需要注意在“Project type and tool-chain -> output type”中选择“Static Library”，而不是“Executable”，“Executable”对应的是我们一般用到的可生成.out 可执行文件的工程。…

作者：Jared Liu

电池测试设备，是锂离子电池生产线后处理系统的重要环节，对于锂离子电池的质量至关重要。电池测试设备的核心功能是对锂离子电池进行高精度的恒流或恒压充放电，传统的控制方法以使用分立器件搭建的模拟控制方案为主。相比于传统的模拟控制方案，采用TI的C2000™为核心实现的数字控制方案，由于其低成本、高精度、更灵活、保密性较好等优点，将成为未来电池测试设备主流的发展方向。本文中，将详细介绍如何通过TI的C2000数字控制方案，有效降低系统成本，并保证极高的电流、电压控制精度。

1低成本

采用TI的C2000数字控制方案的典型结构如图 1所示：电流/电压放大器对电池充放电的电流/电压进行采样，通过模数转换器ADC将模拟信号转化为数字信号并送入C2000中…

汽车供应商和原始设备制造商正大力投资软件研发工作，以期增加新的功能和特性，从而实现自主性、电气化和连通性。但通过增加更多的电子控制单元（ECU）来实现这些功能是不可行的，因为这会加剧系统复杂性和成本增加。

有两种方法可整合和简化车辆中的ECU：使用域体系结构或区域体系结构。域体系结构整合了支持汽车特定功能的ECU的子集，而区域体系结构则基于其在汽车中的位置（例如：右前区）整合ECU。尽管使用这两种方法可以最小化系统复杂性并节约成本，但区域体系结构简化了处理过程，并有助于进一步最小化车内布线。

图1区域车辆体系结构说明。

图1：将DRA821U用作汽车中的中央网关或区域网关的区域体系结构

为支持区域体系结构，应设有在特定位置内的ECU之间维护现有的控制器局域网（CAN）和本地互连网络（LIN）通信的区域网关，同时还使用高带宽千兆位以太网连接到中央网关和其他区域网关。

汽车行业已显现出：网关系统支持和桥接多个接口至关重要。DRA8…

作者：Chen Yang, Benjamin Zhou, Strong Zhang

CLA(Control Law Accelerator)控制率加速器是一个独立可编程的32位浮点数字处理单元，为快速触发响应及数学运算而设计。CLA独立于C28x CPU工作，时钟频率与CPU相同，可执行算法以及周期性的计算工作。通过增加平行的处理单元CLA，拓展了C28x CPU的性能。当前C2000系列产品共有3种类型的CLA， 不同的C2000型号对应不同的CLA类型， 各类型的差别及对应的C2000器件型号详情如图1所示。Type 2型的CLA可直接读取ADC 结果寄存器，极大减小ADC采样至输出的延时，提高系统的响应并允许系统以更高的频率运行；并且可直接操作所有的Epwm，HRPWM，eCAP，eQEP，CMPSS，DACSDFM，PGA，SPI，LIN…

作者：Meichen An/Chris Meng

a.       硬件设备：

• 以AWR1843BOOST RevC为例，也可以作为其他毫米波评估板运行mmw demo的参考。
• 5V3A电源
• USB线

b.       软件环境：

• mmWave SDK(以mmwave_sdk_03_04_00_03为例)

下载链接:https://software-dl.ti.com/ra-processors/esd/MMWAVE-SDK/latest/index_FDS.html

• XDS110驱动（下面两个软件安装其中一个）
  • Code Composer Studio(CCS 9.3或者以上版本，以CCS10.1.0为例)

下载链接：https://software-dl.ti.com/ccs/esd/documents/ccs_downloads…

作者：Chris Meng

       毫米波的软件包mmWave SDK里有很多驱动的测试代码，包括外设驱动，mmWave link驱动等。例如\packages\ti\control\mmwavelink\test\xwr68xx目录下的测试代码。这些测试代码都需要编译生成MSS或者DSS的可以执行文件，然后通过CCS下载到板子上运行。但如果TI的毫米波评估板或者客户的板子上没有JTAG口/仿真器，那就不能方便的使用这些测试代码了。本文就是基于这个问题，尝试把MSS的测试代码直接烧写到QSPI flash上运行，并且通过GPIO点灯的状态来反映测试情况，来解决没有JTAG/仿真器情况下的测试问题。

       本文运行环境，硬件：AWR6843ISK revC；软件：mmwave_sdk_03_04_00_03。

     首先需要…

作者：Hardy Zhou

TI C2000在数字电源领域有很广法的应用，同时针对数字电源控制器的设计提供了CONTROLSUITE 的DPlib的软件库，可以很容易实现PID, 2P2Z, 3P3Z等控制器的软件代码设计，同时也提供PowerSUITE的Compensation Designer GUI来实现控制器的可视化设计以及获得离散化参数供C2000数字设计. 本文以DPLib中的2P2Z控制器设计为例，来说明C2000 Compensation Designer GUI中的 2P2Z控制器参数对应到的实际S域传递函数实际表达式，为2P2Z以及其他形式的控制器的理解、开发和调试带来很大的便利.

1.Compensation Designer和传统的 2P2Z控制器的S域表达式对比

而我们常看到的2P2Z控制器S域的传递函数模型一般如下…

作者：Amelie Zheng

随着汽车的保有量逐年上升，对区域出入口的车辆管理有了更高的要求，从而促进了智能停车场系统快速发展。如何实现高效施工、布设道闸设备、准确感知车辆、顺畅安全出入，对车辆检测传感器提出了更高要求。

车辆检测传感器技术一览

目前市面上常见的道闸防砸技术介绍如下：

·         地感道闸防砸技术

该技术通常需要在停车场的出入口预埋两道地感线圈，用于检测车辆，原理一致，但作用不同，分别为触发线圈以及防砸线圈。触发线圈，埋设于收费站前，当检测到有车辆通过时，发出信号给道闸里的车辆检测器，抬杆放行；防砸线圈，埋设于闸杆正下方，当检测到有车辆时，发出信号给道闸里的车辆检测器，阻止闸杆下落砸到车辆，信号消失才会落杆。

线圈防砸技术应用较多，但缺点也很明显：只能防砸车…

蓝牙®通过智能手机将我们与世界相连。我们可与门锁、恒温器甚至我们的汽车对接。但是所有蓝牙都是一样的吗？您是否使用用于将音乐从手机流式传输到智能扬声器的蓝牙来解锁您的汽车？

答案是“是”，也可能是“不是”。 低功耗蓝牙^®是一份基于标准的协议，可实现不同设备和产品之间的互操作性，当然，还有可选的附加功能可扩展更复杂解决方案的功能。为应用选择正确的蓝牙解决方案时，应考虑以下三个基本方面：软件功能、硬件和成本。

软件功能

软件方面需要考虑两个重要的技术细节：

• 设备可以认证哪个核心规格？
• 设备支持哪些功能集？

核心规范定义了低功耗蓝牙^®的基本功能。这些功能必须运行才能创建消费者在其手机与数百家不同公司生产的产品进行交互时的互操作性体验。这些功能是发布BTX.X认证产品（如BT5.0）所必需的。与不同的低功耗蓝牙^®规范版本（核心规范之外）相关的其他功能是可选项…

您是否曾经尝试将您的智能物联网(IoT)设备接入繁忙的Wi-Fi^®网络？却因为网络和带宽慢得离谱而让它们变得毫无用处？

许多Wi-Fi网络采用2.4 GHz技术构建，随着数以亿计的设备具备支持Wi-Fi的功能（每年该数字都呈爆炸性增长），从某种角度而言，无线网络已经不堪重负。这种拥塞会导致大量干扰，从而影响网络的整体性能。

让我们快速浏览一些和我们紧密相关的事实：当您好不容易才接入网络，网络不安全的问题接踵而至。网络安全事故和恶意攻击对于我们的隐私来说都是迫切的威胁。在您（曾）知道或不知道的情况下，全球各地的人都可以远程访问您的数据，甚至盗用您的身份。马里兰大学的一项研究已将具有互联网接入的计算机近乎恒定的黑客攻击率进行了量化--平均每39秒一次。

最后，当您在勉力应付这一切后偶有喘息时，又面临着最糟糕的境况：您的电子门锁的电池电量彻底枯竭，您被锁在家的外面，您在刚才安装新的智能门铃时却把钥匙落在了屋内等等，难道不是上个月刚换完电池吗…

作者：Hardy Zhou

在电机无感控制算法方面，TI提供了eSMO滑模观测器来计算电机转子角度. 在应用方面,TI提供了eSMO lib文件和相关文档说明eSMO的使用，但是在使用过程中，可能没法从相关文档上理解Fsmopos和Gsmopos的含义，不方便调试. 因此本篇主要推导 TI eSMO电流计算公式，并导出Fsmopos和Gsmopos(分别简称F和G)公式，同时我们可以从推导出的公式看到TI 的计算和其他F和G的计算方式的差别,加深理解和熟练应用.

PMSM在静止α、β坐标系下的数学模型如下：

         (1)

TI eSMO滑模观测器结构数学模型如下

从结构上看，比较清晰明了,使用开关切换函数估算反电动势，从而求得电机转子角度.

从而我们可以得到以下的观测器表达式

其中

基于以上公式，我们在α轴上求解eSMO电流，类似地可以求得β轴电流公式.

电流在时域下的解为:

作者：Denny, Yang

AMIC110是TI最新推出的支持ETHERCAT Slave的新一代SOC。它通过PRU-ICSS支持多种工业总线协议。本文介绍了ETHERCAT Slave demo，此软件不需要DDR仅在片内RAM上运行，且不需要RTOS。此DEMO软件可基于AMIC110 ICE板进行测试。

一，编译DEMO源码，准备烧写BIN文件

说明：本文涉及的软件源码请联系TI技术支持申请下载。

1，获得DEMO软件包后，需要自行到ETG官方网站上下载SSC5.12代码https://www.ethercat.org/en/downloads.html

下载后把源代码复制到EcatStack下面。然后把工程“ethercat_slave_full_baremetal_AMIC11x_arm_localsrc”导入CCS开始编译。如果编译成功可以在release目录下找到app文件…

C2000系列芯片在数字电源和电机控制中有着广泛的应用，在这些应用中，过流过压保护是必不可少的。TI 的Picollo系列芯片从F2802x开始，就已经集成了带DAC的片内比较器，通过DAC设定阈值，与采样信号分别送到片内比较器的正负输入端做比较，生成保护信号给到PWM模块封锁PWM输出，从而实现过流过压保护，响应速度快，无需额外再加比较器和基准电压。

C2000系列芯片的内置比较器主要可以分为如下两类：

采用毫米波技术的雷达传感器为多类驾驶舱内监控应用提供了高精度和灵活性，由于其尺寸较小，可以轻松和隐藏式的集成到车辆中。

汽车制造商在将雷达传感器技术部署到车外使用方面取得了长足进步，但雷达传感器技术也使他们能够开发出更有效的安全功能，尤其是车内乘员检测技术。

高级驾驶辅助系统（ADAS）采用感应技术来了解外部环境，包括其他汽车、行人、骑自行车的人和建筑物。在车辆内部，相同的技术现在可实现更高的精度和可靠性，包括车内儿童感测、安全带提醒和安全气囊展开。

驾驶舱内传感器的精度对于乘员检测尤其重要。汽车雷达传感器提供了一种易于部署且价格合理的有效解决方案。

雷达可观察到人眼无法观察的目标

驾驶舱内感应的许多应用旨在确保乘客安全，但考虑到儿童被单独留在车内可能造成的悲剧性后果，最近汽车制造商和消费者特别关注儿童感测问题。

图1：儿童在车内无人照管…

Yan Zhang                                                                                                                    

                                                                                                                                                                     摘要 

CC26xx 是TI 提供的高性能2.4GHz射频SOC芯片。最新一代CC2652可以支持BLE，ZigBee，Thread，TI15.4以及私有协议。能以multi-protocol模式同时运行BLE+ZigBee ，BLE+TI15.4，或者BLE+2.4G 私有协议，任意两种组合。

TI提供CC26xx的SDK，SDK里面包含了各种协议支持，其中就包含BLE。BLE协议里，TI提供了很多例程。其中simple peripheral例程是最为广泛使用的一个，里面提供了BLE最基本的各种read， write，notify属性的特征值…

脉搏血氧仪（如图1所示）通过测量手指氧合血和去氧血对红外和红色光吸收的变化，无创地监测心率和血氧饱和度。正常情况下，健康人的血氧饱和度在95%到100%范围内。使用像图1所示的血氧仪测量血氧饱和度有助于监测我们的健康状况，而这正变得越来越流行。

图1 指夹式脉搏血氧仪

TI提供了基于MSP430FR235x单片机及其内部集成的4x智能模拟组合（SAC）实现的单芯片脉博血氧仪系统解决方案。智能模拟组合（SAC）是TI MSP430FR235x特有的外设，可由用户软件配置成不同应用模式，用于输入或输出路径的模拟信号调理。具体的应用模式如图2所示：

图 2 智能模拟组合（SAC）框图和模式

系统框图如图3所示：

图3 脉搏血氧仪系统框图示例

MSP430FR2355单片机作为方案的主控MCU，可为脉搏血氧仪系统提供以下功能和特性：

1、 MSP430FR2355单芯片方案…

敬请期待。