Texas Instruments (TI) เปิดตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ซีรีส์ F28E12x ตระกูล C2000 แบบเรียลไทม์ราคาประหยัดพิเศษ สำหรับงานควบคุมมอเตอร์ โดยใช้แกนประมวลผล C28x DSP ความถี่ 160 MHz มาพร้อมแฟลชสูงสุด 128 KB, SRAM 16 KB และอุปกรณ์ต่อพ่วงมาตรฐาน เช่น SPI, SCI, I²C และ UART ให้ประสิทธิภาพมากกว่า C2000 รุ่นก่อนหน้าประมาณ 30%
ซีรีส์ F28E12x ยังผสานวงจรควบคุมต่าง ๆ, ADC ความเร็วสูง และวงจรขยายสัญญาณ (Programmable Gain Amplifier) เพื่อรองรับการควบคุมแบบ Field-Oriented Control (FOC) ของมอเตอร์ไร้เซนเซอร์ที่ความเร็วเกิน 120,000 รอบต่อนาที จุดเด่นอื่น ๆ ได้แก่ อัลกอริทึมชดเชยการสั่นสะเทือนที่ช่วยลดความแกว่งของความเร็วได้สูงสุด 60%, ลดเสียงรบกวน, เพิ่มแรงบิดเริ่มต้น และทำงานได้ราบรื่นขึ้น ด้วยการสื่อสารในตัว, การรองรับซอฟต์แวร์ InstaSPIN ของ TI และมีหลายแพ็กเกจให้เลือกใช้งาน MCU ตระกูลนี้จึงเหมาะสำหรับอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น เครื่องดูดฝุ่น, เครื่องซักผ้า, เครื่องปรับอากาศ, เครื่องล้างจาน และสว่านไฟฟ้า
สเปคของ Texas Instruments C2000 F28E12x :
- MCU core – C28x 32-bit DSP core @ สูงสุด 160 MHz (เทียบเท่าประสิทธิภาพโซ่สัญญาณเรียลไทม์ของ Arm Cortex-M7 ที่ ~320 MHz)
- FPU – Single-precision Floating-Point Unit (FPU32)
- DMA – ตัวควบคุม DMA แบบ 2 แชนเนล
- หน่วยความจำ – SRAM 16 KB (8KW) ป้องกันข้อผิดพลาดด้วย parity
- ที่เก็บข้อมูล – Flash สูงสุด 128 KB (64KW) แบบ single-bank ป้องกันข้อผิดพลาดด้วย ECC (F28E120SC)
- อุปกรณ์ต่อพ่วง (Peripherals)
- GPIO – 27x GPIO pins แบบมัลติเพล็กซ์ (8 พินใช้ร่วมกับอะนาล็อก), อินพุตดิจิทัล 9 พินบนขาอะนาล็อก
- UART, SPI, I²C, และ SCI ที่รองรับ UART 2 ช่อง
- PWM –2 โมดูล MCPWM รวม 8 ช่องสัญญาณ (6 ช่อง + 2 ช่อง)
- Timers – 3x ตัวนับเวลา CPU ขนาด 32-bit, watchdog timer, การตรวจจับสัญญาณนาฬิกาหาย (missing clock detection)
- Capture – 1x Enhanced Capture (eCAP)
- Interrupts – Enhanced Peripheral Interrupt Expansion (ePIE)
- อะนาล็อก
- ADC – ความละเอียด 12-bit, อัตราการสุ่มสูงสุด 9.4 MSPS, รองรับช่องสัญญาณภายนอกสูงสุด 17 ช่อง
- Integrated Post-Processing Blocks (PPBs) – 3 ต่อ ADC
- Comparators – 3x CMPSS_LITE พร้อม DAC อ้างอิง 10-bit และตัวกรอง digital glitch
- DAC – 1x เอาต์พุต 10-bit (CMP3_LITE_DACL)
- PGA – 1x วงจรขยายสัญญาณแบบปรับค่าได้ (unity, inverting, non-inverting, และ programmable filtering)
- ความปลอดภัย
- JTAGLOCK, dual-zone security และ zero-pin boot
- 128-bit CMAC keys สำหรับซอฟต์แวร์AES
- อื่น ๆ
- ออสซิลเลเตอร์ภายใน 32 MHz (ความแม่นยำ ±1.2%) รองรับคริสตัล/สัญญาณนาฬิกาภายนอก
- Dual-Clock Comparator (DCC)
- หมายเลขระบุตัวตน (UID) เฉพาะ
- Enhanced Quadrature Encoder Pulse (eQEP, รองรับโหมด CW/CCW)
- พลังงาน
- แรงดันไฟเลี้ยง: 3.3V เดี่ยว (มีตัวปรับแรงดันภายในสำหรับคอร์ 1.2V)
- รองรับ Brownout Reset (BOR)
- มีตัวปรับแรงดันไฟภายใน (3.3V → 1.2V)
- รองรับโหมดประหยัดพลังงาน (low-power)
- แพ็กเกจ
- 48-pin LQFP (9 × 9 มม., 7 × 7 มม.)
- 32-pin LQFP (9 × 9 มม., 7 × 7 มม.)
- 32-pin VQFN (5 × 5 มม.)
- อุณหภูมิการทำงาน – –40 °C ถึง 125 °C (junction)
TI ระบุว่าในซีรีส์ C2000 F28E12x มีไมโครคอนโทรลเลอร์หลักอยู่ 2 รุ่น คือ F28E120SB และ F28E120SC ทั้งสองใช้ C28x core 160 MHz เหมือนกัน แต่รุ่น SB มาพร้อม flash 160 MHz เหมือนกัน แต่รุ่น SB มาพร้อม flash to 128 KB and comes in 32- and 48-pin LQFP package options. The SC is slightly higher priced but provides more memory and I/O flexibility for advanced control designs.
C28x 160 MHz เหมือนกัน แต่รุ่น SB มาพร้อมแฟลช 64 KB ในแพ็กเกจขนาดกะทัดรัดแบบ 32-pin QFN ขณะที่รุ่น SC มีแฟลชเพิ่มเป็น 128 KB และมีตัวเลือกแพ็กเกจทั้ง 32-pin และ 48-pin LQFP รุ่น SC จะมีราคาสูงกว่าเล็กน้อย แต่ให้หน่วยความจำและความยืดหยุ่นด้าน I/O มากกว่า เหมาะสำหรับงานควบคุมขั้นสูง
ซีรีส์ F28E12x รองรับ C2000Ware ที่มีไดรเวอร์ ไลบรารี ตัวอย่าง และดีไซน์อ้างอิงสำหรับอุปกรณ์ โดยพัฒนาได้ผ่าน Code Composer Studio (CCSTUDIO) และใช้ SysConfig เพื่อช่วยทำการตั้งค่าให้สะดวกขึ้น นักพัฒนายังสามารถเรียนรู้และฝึกปฏิบัติผ่าน C28x Academy อุปกรณ์เหล่านี้ยังรองรับซอฟต์แวร์ InstaSPIN สำหรับการควบคุมมอเตอร์ ซึ่งรองรับการควบคุมมอเตอร์ไร้เซนเซอร์, การสตาร์ทแรงบิดสูงที่ความเร็วศูนย์ และการชดเชยการสั่นสะเทือน โดยมีซอฟต์แวร์และทรัพยากรสนับสนุนให้ครบถ้วนบนหน้าเว็บผลิตภัณฑ์
นอกจากนี้ TI ยังมีบอร์ดพัฒนา LAUNCHXL-F28E12X LaunchPad และอุปกรณ์เสริมต่าง ๆ เช่น บอร์ดควบคุมมอเตอร์แรงดันสูง TIEVM-MTR-HVINV สำหรับไดรฟ์ PMSM, BOOSTXL motor driver บอร์ดเสริมสำหรับขับมอเตอร์สามเฟส และ XDS110 debug probes สำหรับการโปรแกรมและดีบัก แม้ LaunchPad จะใช้ชิป SC แต่บอร์ดและเครื่องมือต่าง ๆ ก็สามารถใช้พัฒนากับ F28E120SB และ F28E120SC ได้ทั้งหมด เนื่องจากใช้แกนและอุปกรณ์ต่อพ่วงเดียวกัน
บอร์ด LAUNCHXL-F28E12X LaunchPad ใช้ชิป F28E120SC ความถี่ 160 MHz พร้อมแฟลช 128KB และ RAM 16KB ภายในบอร์ดมี XDS110 debug probe สำหรับดีบัก, คอนเนกเตอร์ BoosterPack 40-pin, อินเทอร์เฟซ Encoder 5V, ไฟ LED สำหรับผู้ใช้, ปุ่มรีเซ็ต และวงจรแยกพาวเวอร์โดเมน พร้อมตัวเลือกการจ่ายไฟผ่าน USB-C หรือไฟภายนอก 3.3V/5V ด้านซอฟต์แวร์รองรับ Code Composer Studio IDE, C2000Ware SDK, รวมถึง MotorControl SDK และ DigitalPower SDK โดยมีโปรแกรมสาธิตติดตั้งมาให้ล่วงหน้าเพื่อการทดสอบใช้งานอย่างรวดเร็ว บอร์ดนี้ถูกออกแบบมาสำหรับงานด้าน ไดรฟ์มอเตอร์, เครื่องใช้ไฟฟ้า, พลังงานดิจิทัล, ระบบ EV/HEV และงานอุตสาหกรรม
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่เราได้เห็นไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับงานควบคุมมอเตอร์ ปัจจุบันมีตัวเลือกอื่นในตลาดอยู่หลายรุ่น เช่น NXP MCX A34 MCU ที่มีตัวเร่งการคำนวณสำหรับควบคุมมอเตอร์และระบบ HVAC, Infineon PSOC Control C3x ที่เป็น MCU แบบ Cortex-M33 ทำงานเรียลไทม์ และ STMicro STSPIN32G0 คอนโทรลเลอร์มอเตอร์ 3 เฟส และอื่นๆ
สำหรับราคา F28E120SB อยู่ที่ประมาณ $0.49 (~16฿) เมื่อสั่ง 1,000 ชิ้น ในแพ็กเกจ 32-pin VQFN ส่วน F28E120SC ราคาอยู่ที่ประมาณ $0.70 (~22฿) เมื่อสั่ง 1,000 ชิ้น ในแพ็กเกจ 32- หรือ 48-pin LQFP ทั้งสองรุ่นยังอยู่ในสถานะ preproduction และ active แต่ปัจจุบันยังไม่มีสต็อกบน TI.com บอร์ดพัฒนา LAUNCHXL-F28E12X LaunchPad มีวางจำหน่ายแยกในราคา $19.00 (~600฿) โดยสามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จากหน้าเว็บผลิตภัณฑ์ของ F28E120SB และ F28E120SC รวมถึงข่าวประชาสัมพันธ์
แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : TI C2000 F28E12x low-cost real-time MCUs feature C28x DSP core for sensorless motor control
บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT