德州仪器 (TI) 推出了两系列 C2000 实时微控制器,包括带有定制逻辑的 64 位版本和带有神经处理器的版本。
200Mhz F29H85x 系列采用三个新的 64 位 C29x 数字信号处理器内核,带有上下文感知内存保护单元和自定义逻辑,而 150MHz TMS320F28P55x 系列是第一款带有集成神经处理单元 (NPU) 的 TI C28x 实时微控制器,可实现高精度和低延迟的故障检测。
设计人员越来越希望单个 MCU 具有更大的闪存、更大的计算能力和更多的集成功能。随着汽车从分立解决方案转向集成解决方案,这种需求尤为明显,在集成解决方案中,单个芯片能够处理动力传动系统内的各种计算和内务管理功能。TI 的新型 C29 内核采用 64 位架构,可提供比 C28 内核高出一倍以上的实时信号链性能。
F29H85x 还包括诊断和错误检查机制,以支持 ISO26262 设计流程和 IEC61508 汽车和工业安全标准,最高可达 ASIL D 和 SIL 3。这些 MCU 还提供网络安全功能,具有完全隔离的硬件安全模块,可保护系统免受未经授权的访问和网络威胁。专有安全和安全单元使用上下文感知内存保护单元对 CPU 任务进行硬件隔离,提供运行时安全性和安全性,而不会影响性能,不受干扰和自检过程的影响。
C29x 支持 4MB 片上闪存或 RAM 上运行的 32 位和 64 位浮点和定点信号处理,并且还具有三角数学指令,可加速实时控制系统常用的关键算法。
C29x CPU1 和 CPU2 内核可以同步检测永久性和瞬态故障,而逻辑开机自检 (LPOST) 和内存开机自检 (MPOST) 可提供潜在故障的启动检测。安全互连提供 CPU 和外设之间的故障检测。ADC 安全检查器比较来自多个 ADC 模块的 ADC 转换结果,无需额外的 CPU 周期,波形分析器和诊断器 (WADI) 可以监控多个信号以确保正常运行并采取行动以确保保持安全状态。
该设备架构采用安全互连 (SIC) 来确保端到端代码和数据安全,并为所有内存和外设端点提供基于 CPU 的 ECC 保护。硬件安全管理器 (HSM) 可在不受信任的工厂环境中通过安全密钥和代码配置提供安全支持,并支持 HSM 和主机应用程序固件的固件无线更新,具有 A/B 交换功能和回滚控制。SSU(安全与安保单元)可实现卓越的运行时安全与安保功能。
这可用于在同一 CPU 或不同 CPU 上运行的线程之间创建安全隔离(免于干扰)。SSU 具有上下文敏感的 MPU 机制,可根据当前正在执行的线程或任务自动切换硬件中的访问权限。这消除了软件开销,实现了实时代码性能,而不会损害系统安全性。SSU 提供多用户调试身份验证,还支持实时固件更新 (LFU) 和 FOTA,用于具有 A/B 交换和回滚控制的应用程序固件更新。
两个 16 位模数转换器 (ADC) 和三个 12 位 ADC 具有多达 80 个模拟通道以及集成的后处理模块和硬件过采样。提供两个 12 位缓冲 DAC 和二十四个比较器通道。三十六个频率独立的 PWM 均具有高分辨率能力,可控制多个功率级,从三相逆变器到高级多级功率拓扑。
PWM 已增强最小死区逻辑 (MINDL)、二极管仿真 (DE) 和非法组合逻辑 (ICL) 功能。可配置逻辑块 (CLB) 允许用户添加自定义逻辑,并可能将类似 FPGA 的功能集成到 C2000 实时 MCU 中。
TMS320F28P55x系列中的NPU将神经网络模型的执行从主CPU中卸载,实现了比软件实现低5到10倍的延迟,从而实现更快、更准确的决策。
在集成 NPU 上运行的模型通过训练学习并适应不同的环境,帮助系统实现超过 99% 的故障检测准确率,从而实现更明智的边缘决策。TI 的完整 AI 工具链包括针对特定应用进行优化和测试的模型,可帮助具有任何经验水平的工程师完成 AI 模型开发过程。
TI 嵌入式处理高级副总裁 Amichai Ron 表示:“工程师们越来越努力地设计更节能、能够更快做出决策的汽车和工业应用,从而推动对更可扩展的处理能力、扩展内存以及片上安全和安全保障的需求。”“几十年来,我们的 C2000 MCU 一直支持制造商测量和高效处理真实世界的数据。今天,我们 C2000 产品组合中引入了增强的实时性能和边缘 AI,这将使工程师能够解决更复杂的问题,并达到更高的系统效率、安全性和可持续性水平。”