重大更新！TI C2000從C28升級為C29

在嵌入式系統和實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域，德州儀器（TI）的C2000系列微控制器（MCU）一直以其卓越的性能和可靠性著(zhù)稱(chēng)。隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，德州儀器在C2000系列上持續進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新，推出了新一代產(chǎn)品，以滿(mǎn)足工業(yè)和汽車(chē)應用中對高性能、高可靠性和智能化的日益增長(cháng)的需求。

穩坐MCU屆30年頭把交椅

C2000系列自1994年推出第一顆TMS320C10處理器以來(lái)，已經(jīng)走過(guò)了30年的輝煌歷程。從最初的16位運算位寬，到如今的64位運算位寬，C2000系列不斷迭代升級，加入了浮點(diǎn)運算單元、數學(xué)運算協(xié)處理器、三角函數運算器、向量運算加速單元等，以及不斷優(yōu)化的PWM和ADC等外設。特別是2023年的280015X，德州儀器將CPU內核做成Lock Step，用2顆CPU鎖步運行，支持器件本身的功能安全。

德州儀器中國區技術(shù)支持總監師英先生表示，C2000系列的核心在于其對實(shí)時(shí)控制系統的深刻理解和持續的技術(shù)創(chuàng )新。實(shí)時(shí)控制系統的核心要義在于對真實(shí)物理世界進(jìn)行精密的傳感，通過(guò)ADC與采樣電路將模擬信號采集并轉化為數字信號，經(jīng)過(guò)一系列復雜的數學(xué)轉換與運算，最終通過(guò)PWM輸出至執行機構。在這個(gè)過(guò)程中，處理器（MCU）或DSP扮演著(zhù)系統的智慧大腦角色，而Sensing部分則如同感官，執行機構則相當于肌肉系統。

F28P55X系列：集成NPU的創(chuàng )新之作

F28P55X芯片是德州儀器首次在C2000系列中引入NPU（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )處理單元）的產(chǎn)品。這一AI加速器，或稱(chēng)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )推論加速引擎，能夠獨立完成AI領(lǐng)域常見(jiàn)的運算算子。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )推論運算中，卷積運算占據了主導地位。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )加速單元，其性能將比使用C2000的CPU提高5-10倍。

據介紹，F28P55X在太陽(yáng)能及供電系統中的電弧檢測應用中展現出了顯著(zhù)的優(yōu)勢。電弧檢測的準確率可高達99%，這對于預防火災和提高系統安全性至關(guān)重要。F28P55X的運算機制使得故障檢測的準確率大幅提升，優(yōu)化了電子系統的尺寸與成本。

F28P55X系列產(chǎn)品的特性參數頗為亮眼，其內置的Flash memory最高可達1.1MB。對于實(shí)時(shí)系統而言，ADC與高精度PWM是兩大核心外設。同時(shí)，F28P55X提供了24個(gè)高精度PWM通道以及最多39個(gè)ADC通道。資料顯示，F28P55X并非單一器件，而是一個(gè)涵蓋多種配置的系列，預計該系列將陸續推出多達40余款型號，以滿(mǎn)足市場(chǎng)的多樣化需求。

F29H85x系列：C2000內核的重大升級

F29H85x系列則代表著(zhù)C2000內核的一次重大升級。這是從C28迭代至C29版本，時(shí)隔二十三年后的一次迭代升級。德州儀器采用了超長(cháng)指令集架構，使得單個(gè)機器周期內能同時(shí)執行8條指令。這一改進(jìn)使得基礎運算性能相較于C28提高了2倍以上。

以FFT為例，C29的FFT性能相較于C28提高了5倍；對于馬達控制所需要的數學(xué)運算來(lái)講，C29的平均性能會(huì )是C28的1.8倍；對于數字電源變換的一些數學(xué)運算，C29的運算性能會(huì )是C28的2.8倍。

F29H85x系列在功能安全方面可達到汽車(chē)領(lǐng)域ISO26262標準的ASIL-D級別，即最高標準；同時(shí)，在工業(yè)領(lǐng)域也符合IEC61508的SIL-3級別，同樣是工業(yè)安全的最高標準。在信息安全方面，引入了行業(yè)內廣泛應用的HSM，使得該系列器件能夠滿(mǎn)足全球不同地區對于信息安全的各種嚴格要求。

邊緣AI與實(shí)時(shí)控制的結合

邊緣AI指的是所有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )推理算法均在設備端（即邊緣側）執行與運算。這一模式的優(yōu)勢主要體現在以下三個(gè)方面：實(shí)時(shí)性得到顯著(zhù)提升、NPU降低系統整體功耗、提升數據采集與傳輸安全性。

SOLAX已成功開(kāi)發(fā)出基于F28P55X的電弧檢測模塊。該模塊單次電弧判斷時(shí)間可縮短至5毫秒，且在檢測到電弧后的0.2秒內即可迅速自動(dòng)切斷電路，這是實(shí)際產(chǎn)品的PCB，其誤報率近乎為零。這一成果展示了邊緣AI技術(shù)在提高太陽(yáng)能裝置的電弧故障檢測準確性方面的潛力。

一如既往的豐富生態(tài)

為了讓客戶(hù)能夠更容易地開(kāi)發(fā)和基于C2000的應用，德州儀器提供了豐富的生態(tài)系統支持。從參考設計到硬件和軟件的設計源文件，再到軟件和工具的支持，德州儀器一應俱全。特別是從F28遷移到F29的過(guò)程中，提供了專(zhuān)門(mén)的遷移工具，幫助客戶(hù)快速將基于F28的設計系統遷移到F29上。

在功能安全方面，F29整個(gè)系列產(chǎn)品以及F28P55X的部分汽車(chē)級產(chǎn)品都獲得了ISO26262的功能安全認證。開(kāi)發(fā)工具也經(jīng)過(guò)了全面的準備，包括診斷庫和安全的開(kāi)發(fā)工具等。在建模和仿真方面，支持ETAS和MathWorks的建模仿真工具。此外，還提供了各種不同配置的開(kāi)發(fā)板以及免費的CCS和SysConfig可視化配置工具。

在信息安全方面，特別是在汽車(chē)領(lǐng)域，德州儀器與VECTOR的HSM庫合作，同時(shí)，也正在積極與國內的信息安全合作伙伴展開(kāi)合作，例如伊世智能等合作伙伴將支持HSM開(kāi)發(fā)，為客戶(hù)提供符合國內商業(yè)秘密標準的加密庫。

伴隨著(zhù)F28P55X和F29H85x系列的推出，更加印證師英先生所說(shuō)的：“德州儀器的核心原則是始終聚焦于客戶(hù)需求與市場(chǎng)需求，致力于打造出更加可靠、安全、經(jīng)濟實(shí)用的電子產(chǎn)品。”。