2 AM263x 概述

AM263x 是一个片上系统 (SoC)，具有 Arm®Cortex®-R5F 集群和专用于实时控制的加速器。集群可以配置为双核模式或锁步模式。加速器命名为控制子系统，包括 ADC、DAC 和 PWM 等接口模块。本文档介绍了如何设置 R5F 内核、牵引逆变器功率级所需的一组接口模块，以及如何使用参考设计 TIDM-02014 实现功率级控制。有关 SoC 的更多详情，请参阅 AM263x Sitara™ 微控制器 数据表和 AM263x Sitara 处理器技术参考手册。有关逆变器硬件的详细信息，请参阅汽车类大功率、高性能 SiC 牵引逆变器参考设计 的设计指南。

Arm® Cortex®-R5F 集群包括两个 R5F 内核，附带 L1 高速缓存和紧耦合存储器 (TCM) 之类的存储器、标准 Arm CoreSight™ 调试和布线架构、集成式矢量中断管理器 (VIM)、ECC 聚合以及支持协议转换和地址转换的各种其他模块，以便于集成到 SoC。更详细的方框图请参阅 AM263x 技术参考手册。使用 AM263x 进行实时控制的关键在于了解高速缓存和 TCM 的影响。在编写程序时，可以通过链接命令文件将指令和数据分配给片上 RAM 或 TCM。在执行过程中，片上 RAM 中经常使用的指令和数据会自动进入高速缓存。因此，执行时间显著改善。但是，片上 RAM 中的数据直到从高速缓存写回后才更新。当数据在高速缓存中时，只能通过内核中运行的指令访问数据。Code Composer Studio™ (CCS) 等集成开发环境 (IDE) 的存储器视图将无法读取数据。然而，通过在内核内部运行通用异步接收器/发送器 (UART) 的一段程序，也可以使用 CSS 读取高速缓存。本应用手册详细讨论了 UART 方法的详细信息：用于牵引逆变器的 AM263x。另一方面，分配给 TCM 的指令和数据保存在地址中，可随时提供给存储器视图。通常情况下，程序在高速缓存和 TCM 中的执行速度相当快，而片上 RAM 中的程序执行则要慢得多。另外，从片上 RAM 向高速缓存转移程序的操作需要一些时间，并导致不可预测的延迟。如果此延迟对于应用要求很重要，强烈建议将应用程序存储在 TCM 中。有关 TCM 地址的详情请参阅 AM263x 技术参考手册。在此示例中，场定向控制的中断程序和软件旋转变压器数字转换器位于 TCM 中。链接命令文件作为示例放在 CCS 工程文件夹中。

实时控制加速器继承了全球广泛使用的德州仪器 (TI) 经典 C2000 控制模块。它包括模数转换器 (ADC)、模拟比较器、缓冲数模转换器、增强型脉宽调制器 (EPWM)、增强型捕捉、增强型正交编码器脉冲、快速串行接口、Σ-Δ 滤波器模块和纵横制。有关这些模块的详情请参阅 AM263x 技术参考手册。可以使用直观的系统配置工具 SYSCONFIG 来配置这些模块，从而减少对详细实施情况的关注。AM263x 软件开发套件 (SDK) 提供了 SYSCONFIG 工具的详细信息。模块同步的关键是在 EPWM 时基部分中配置 PWM 同步输入/输出，在 EPWM 事件触发部分中配置 ADC 转换开始 (SOC) 触发。时基用于对齐多个 PWM 通道，而事件触发用于同步 ADC、DMA 和中断等特性。牵引逆变器演示的 CCS 工程文件夹中有一个牵引逆变器示例。本例中设置了一个 PWM 通道，通过 DMA 和 DAC 以更高的频率触发旋转变压器激励信号更新，还使用三个 PWM 通道生成逆变器信号和 ADC SOC。这样，来自 DAC 的旋转变压器激励信号将对齐到所需的 ADC 采样相位。由于多个 ADC 器件可以共享同一个 SOC，因此可以在多个 ADC 器件中同时采集多个样本。在一个 ADC 器件中，可以在 SOC 配置部分中配置采样序列，并在 INT 配置中设置 ADC 中断。中断可以在一个 ADC 转换开始或结束时触发。有关 PWM 和 ADC 的部分简单示例可在 AM263x SDK 的 \examples\drivers\epwm 和 \examples\drivers\adc 下找到。有关 API 的更多详情，可在 AM263x SDK 的 \source\drivers 下找到。头文件的更多细节都在注释中。