《兼容TMS320F28X系列的DSP控制板.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《兼容TMS320F28X系列的DSP控制板.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103176419 A (43)申请公布日 2013.06.26 CN 103176419 A *CN103176419A* (21)申请号 201310081985.0 (22)申请日 2013.03.14 G05B 19/042(2006.01) (71)申请人 华北电力大学 地址 102206 北京市昌平区朱辛庄 (72)发明人 刘其辉 王小明 李建宁 张雪莉 (74)专利代理机构 北京华谊知识产权代理有限 公司 11207 代理人 刘月娥 (54) 发明名称 兼容 TMS320F28x 系列的 DSP 控制板 (57) 摘要 一种兼容 TMS320F28x 系。
2、列的 DSP 控制板， 属 于变流器控制技术领域。包括 DSP2812 最小系 统板、 DSP28335 最小系统板和底板。DSP2812 最 小系统板与 DSP28335 最小系统板可以单独和底 板相连。DSP2812 最小系统板包括 TMS320F2812 控制芯片、 复位电路、 JTAG 下载口、 外扩 RAM、 外扩 Flash、 外扩引脚接口。复位电路、 JTAG 下 载口、 外扩 RAM、 外扩 Flash、 外扩引脚接口均与 TMS320F2812 控制芯片相连。复位电路为控制芯 片提供复位信号。 外扩RAM、 外扩Flash分别为DSP 控制芯片扩展程序代码和编译代码存储空间，。
3、 外 扩RAM采用IS6ILV51216芯片， 外扩Flash采用的 是 SST39VF800 芯片。优点在于， 实现了兼容， 满 足 DSP 自身功能最大化， 实现风电等新能源领域 的复杂算法控制。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103176419 A CN 103176419 A *CN103176419A* 1/1 页 2 1. 一种兼容 TMS320F28x 系列的 DSP 控制板， 其特征在于， 包括 DSP2812 。
4、最小系统板、 DSP28335 最小系统板和底板 ； DSP2812 最小系统板与 DSP28335 最小系统板单独和底板相 连 ； 即底板能同时兼容 DSP2812 最小系统板和 DSP28335 最小系统板 ； DSP2812 最小系统板包括 TMS320F2812 控制芯片、 复位电路、 JTAG 下载口、 外扩 RAM、 外 扩 Flash、 外扩引脚接口 ； 复位电路、 JTAG 下载口、 外扩 RAM、 外扩 Flash、 外扩引脚接口均与 TMS320F2812 控制芯片相连 ； 复位电路为控制芯片提供复位信号。外扩 RAM、 外扩 Flash 分 别为 DSP 控制芯片扩展程序。
5、代码和编译代码存储空间， DSP2812 最小系统板和 DSP28335 最小系统板的外扩引脚接口为两个插针式接口， 两个 插针式接口的结构完全相同。对比 DSP2812 最小系统板和 DSP28335 最小系统板两者的外 扩引脚， 不完全相同 ； 底板包括 FPGA 芯片、 外围电路和插槽 ； 最小系统板的外扩引脚接口与底板的插槽相 连， 外扩引脚接口分成相同性引脚区域和差异性引脚区域， 相应的， 底板的插槽划分为相同 性引脚区域和差异性引脚区域两部分 ； 插槽中差异性引脚区域部分与 FGPA 相连， FPGA 再与 外围电路相连 ； 插槽中相同性的引脚区域直接与外围电路相连 ； 这种连接方。
6、式使底板能兼容DSP2812最小系统板和DSP28335最小系统板 ； 最小系统板 外扩引脚接口中差异性的引脚通过插槽引向 FPGA 芯片的 IO 口， 再通过 FPGA 芯片的 IO 口 与外围电路进行连接 ； 由于FPGA具有硬件可编程的特点， 使得差异性引脚通过FPGA可以选 择性的与外设电路进行连接， 到达兼容的目的。 2. 根据权利要求 1 所述的 DSP 控制板， 其特征在于， 外扩 RAM 采用 IS6ILV51216 芯片， 外扩Flash采用的是SST39VF800芯片 ； 外扩引脚接口所外扩TMS320F2812控制芯片的引脚 包括地址总线、 数据总线、 PWM 信号、 C。
7、AP/EQEP 信号、 ADC、 SCI、 McBSP、 CAN、 SPI、 读写片选信 号、 中断信号、 电源信号。 3. 根据权利要求 1 所述的 DSP 控制板， 其特征在于， FPGA 采用的是 EP3C80。 控制板采用上下叠层、 分离结构， 上层为DSP2812最小系统板或DSP28335最小系统板， 下层为底板， 上层最小系统板底部有两个插针式的外扩引脚接口， 插在下层底板的插槽上， 实现相互组合和分离， 根据不同控制的需要更换不同的 DSP 最小系统。 权 利 要 求 书 CN 103176419 A 2 1/4 页 3 兼容 TMS320F28x 系列的 DSP 控制板 技术。
8、领域 0001 本发明属于变流器控制技术领域， 特别是提供了一种兼容 TMS320F28x 系列的 DSP 控制板， 适用于电机控制、 风力发电等新能源并网领域变流器控制系统， 该控制板具有兼容 TI 公司 TMS320F28x 系列的 DSP 功能， 功能全面， 具有良好的灵活性、 兼容性、 选择性和适用 性。 背景技术 0002 目前， DSP 具有高速处理复杂的计算能力、 通用性和灵活性等特点， DSP 在面向数 字控制和运动控制领域应用十分广泛， 例如电机控制、 风电等新能源变流器控制领域。 传统 的 DSP 控制板一般是使用单块 DSP（Digital Signal Processi。
9、ng， 数字信号处理） 芯片作 为控制核心， 并且 DSP 控制芯片与控制板焊接固定在一起。在通常实验使用时， 会出现控制 芯片在使用过程中烧坏或者更新等问题。 0003 （1） 当控制芯片烧坏时， 本来只需要对控制芯片进行更换， 而控制板上控制芯片的 外围接口电路不需要变动情况时， 但是由于控制芯片与控制板焊接固定在一起， 还是需要 对整个控制板进行更换。 0004 （2） 控制对象改变， 或者控制芯片 DSP 功能不足满足控制要求时， 比如需要使用同 系列的精度和速度更高的DSP芯片， 由于控制板的不具备兼容同系列DSP控制芯片的能力， 还需要对控制板的结构和连线进行重新调整。 0005 。
10、以上两种常见情况都需要对控制板更换。体现出传统的控制板利用率低、 灵活性 差、 不具备兼容性和系统功能不完备等不足。从而造成资源浪费、 重复设计、 开发周期长等 问题。 发明内容 0006 本发明的目的在于提出一种兼容 TMS320F28x 系列的 DSP 控制板， 解决了资源浪 费、 重复设计、 开发周期长、 灵活性差、 不具备兼容管脚功能类似同系列控制芯片等问题。 实 现了兼容， 并且满足 DSP 自身功能最大化， 同时满足不同速度和精度的控制要求， 实现风电 等新能源领域的复杂算法控制。 0007 该控制板能兼容 TI 公司的 C2000 系列 TMS320F28x 的控制芯片， 并以 。
11、TMS320F28x 中使用相对比较多的定点型芯片TMS320F2812和浮点型TMS320F28335为例， 对控制板兼容 性的设计进行说明。 0008 本发明包括 DSP2812 最小系统板、 DSP28335 最小系统板和底板。DSP2812 最小系 统板与 DSP28335 最小系统板可以单独和底板相连。即底板能同时兼容 DSP2812 最小系统 板和 DSP28335 最小系统板。 0009 DSP2812 最小系统板包括 TMS320F2812 控制芯片、 复位电路、 JTAG 下载口、 外扩 RAM、 外扩 Flash、 外扩引脚接口。复位电路、 JTAG 下载口、 外扩 RAM。
12、、 外扩 Flash、 外扩引脚 接口均与 TMS320F2812 控制芯片相连。复位电路为控制芯片提供复位信号。外扩 RAM、 外扩 说 明 书 CN 103176419 A 3 2/4 页 4 Flash 分别为 DSP 控制芯片扩展程序代码和编译代码存储空间， 外扩 RAM 采用 IS6ILV51216 芯片， 外扩 Flash 采用的是 SST39VF800 芯片。外扩引脚接口所外扩 TMS320F2812 控制芯片 的引脚包括地址总线、 数据总线、 PWM 信号、 CAP/EQEP 信号、 ADC、 SCI、 McBSP、 CAN、 SPI、 读写 片选信号、 中断信号、 电源信号。。
13、 0010 DSP2812 最小系统板和 DSP28335 最小系统板的外扩引脚接口为两个插针式接口， 两个插针式接口的结构完全相同。对比 DSP2812 最小系统板和 DSP28335 最小系统板两者 的外扩引脚， 不完全相同。DSP2812 最小系统板和 DSP28335 最小系统板的外扩引脚接口中 大部分外扩引脚的功能是相同， 且具有兼容性特点， 只有少数引脚不兼容。将 DSP2812 和 DSP28335 最小系统板的外扩引脚各分成两类 ： 相同性引脚和差异性引脚。在外扩引脚中， 功能相同的同一类引脚， 并且数量也相同， 将这类引脚定义为相同性引脚， 具有兼容性特 点， 例如 ： 地址。
14、总线A018， 数据总线D015等外扩引脚。 还有少数引脚不具有兼容性 的特点， 将这类引脚定义为差异性引脚， 这类引脚有三个特点 ： 1） DSP2812 具有此类功能的 引脚， 而 DSP28335 没有 ； 2） DSP38335 具有此类功能的引脚， 而 DSP2812 没有 ； 3） DSP2812 和 DSP28335都具有此类功能的引脚， 但存在数量上的差异， 在数量上多出的此类功能引脚。 所 以根据外扩引脚的分类， 可以将 DSP2812 最小系统板的外扩引脚接口分成相同性引脚区域 和差异性引脚区域， 同理， 也可以将 DSP28335 最小系统板的外扩引脚接口分成相同性引脚 。
15、区域和差异性引脚区域。 0011 底板包括 FPGA （Field Programmable Gate Array， 现场可编程门阵列） 芯片、 外围电路和插槽。由于最小系统板的外扩引脚接口与底板的插槽相连， 外扩引脚接口分成 相同性引脚区域和差异性引脚区域， 相应的， 底板的插槽划分为相同性引脚区域和差异性 引脚区域两部分。插槽中差异性引脚区域部分与 FGPA 相连， FPGA 再与外围电路相连。插 槽中相同性的引脚区域直接与外围电路相连。 0012 这种连接方式使底板能兼容 DSP2812 最小系统板和 DSP28335 最小系统板。最小 系统板外扩引脚接口中差异性的引脚 （即不兼容引脚）。
16、 通过插槽引向 FPGA 芯片的 IO 口， 再 通过 FPGA 芯片的 IO 口与外围电路进行连接。由于 FPGA 具有硬件可编程的特点， 使得差异 性引脚通过FPGA可以选择性的与外设电路进行连接， 从而到达兼容的目的。 FPGA采用的是 EP3C80， 为 ATERAL 公司 Cyclone 系列的第三代产品。 0013 控制板采用上下叠层、 可分离结构， 上层为 DSP2812 最小系统板或 DSP28335 最小 系统板， 下层为底板， 上层最小系统板底部有两个插针式的外扩引脚接口， 插在下层底板的 插槽上， 可以相互组合和分离。根据不同控制的需要可以更换不同的 DSP 最小系统。 。
17、0014 本发明与现有控制板相比的有益效果是控制板具有很好的灵活性、 选择性和兼容 性， 功能全面。 从而有效地避免上述两种情况下需要对控制板重新设计的问题， 克服了传统 控制板中灵活性差、 不具备兼容引脚功能类似同系列控制芯片的不足。 附图说明 0015 图 1 为 DSP 最小系统板的功能单元示意图。 0016 图 2 为底板功能单元示意图。 0017 图 3 为控制板结构俯视图。 0018 图 4 为控制板结构正视图。 说 明 书 CN 103176419 A 4 3/4 页 5 0019 图 5 为扩展引脚区域划分示意图。 0020 图 6 为底板连接原理示意图。 具体实施方式 002。
18、1 本发明包括 DSP2812 最小系统板、 DSP28335 最小系统板和底板。DSP2812 最小系 统板与 DSP28335 最小系统板可以单独和底板相连。即底板能同时兼容 DSP2812 最小系统 板和 DSP28335 最小系统板。 0022 1、 具体实施方案阐述 ： 0023 本发明的目的在于提出一种兼容TMS320F28x系列的DSP控制板设计， 该控制板能 兼容 TI 公司的 C2000 系列 TMS320F28x 的控制芯片， 并以 TMS320F28x 中使用相对比较多的 定点型芯片TMS320F2812和浮点型TMS320F28335为例， 对控制板兼容性的设计进行说明。
19、。 0024 2、 下面结合附图从原理上对本发明作进一步详细描述 0025 图 1 和图 2 为控制板功能单元示意图。如图所示， 图 1 为 DSP 最小系统板的功能 单元示意图， 图 2 为底板功能单元示意图。DSP 最小系统单元主要包括复位电路、 JTAG 下载 口、 外扩 RAM、 外扩 Flash、 外扩引脚接口， 底板主要是包括 FPGA 芯片、 插槽、 外围电路。 0026 下面结构和原理上对控制板的兼容性进行说明 0027 （1） 从结构上 0028 图 3 和图 4 为控制板结构示意图，（图 3 为俯视图、 图 4 正视图） 。控制板采用的是 叠层、 可分离的结构。上层为 DS。
20、P2812 最小系统板或 DSP28335 最小系统板， 下层为底板， 上 层最小系统板底部有两个插针式的外扩引脚接口， 插在下层底板的插槽上。这种结构可以 方便地对上层的最小系统板进行更换， 结构上满足底板兼容的目的。 0029 （2） 从原理上 0030 将 DSP2812 最小系统板和 DSP28335 最小系统板外扩引脚接口中相同性引脚具有 兼容性特点， 直接引至外围电路， 而外扩引脚中差异性的引脚， 不具有兼容性， 需要通过底 板插槽引向 FPGA 芯片的 IO 口， 再通过 FPGA 芯片的 IO 口引至外围电路， 只需要对 FPGA 芯 片进行硬件编程， 使得外扩引脚接口中差异性。
21、的引脚， 重复可选择性地与外围电路连接， 达 到底板的目的。下面为具体操作的实施步骤。 0031 首先根据上述相同性和差异性的定义， 对 DSP2812 最小系统板和 DSP28335 最小 系统板外扩引脚分类， 再根据分类将外扩引脚接口划分成相同性引脚区域和差异性引脚区 域， 如附图5所示， 最后结合附图6， 说明底板连接原理示意图， 达到兼容DSP2812 最小系统 板和 DSP28335 最小系统板的目的。 0032 如图 5 所示， 扩展引脚接口为两个插针式接口， 划分为相同性引脚区域和差异性 引脚区域， 其中阴影部分为差异性引脚区域。在设计 DSP3812 和 DSP28335 最小。
22、系统板时， 对外扩引脚进行合理的走线布置， 可以将最小系统板的外扩引脚接口划分为相同性引脚区 域和差异性引脚区域。 由于最小系统板的外扩引脚接口插在底板插槽上， 相对应， 底板的插 槽也划分为相同性的引脚区域和差异性的引脚区域。 0033 图 6 为底板连接原理示意图， 下面对图 6 进行说明。 0034 底板插槽划分为相同性引脚区域和功能差异性引脚区域， 对这两类引脚分别进行 不同的连接 ： 说 明 书 CN 103176419 A 5 4/4 页 6 0035 1） 相同性的引脚连接 0036 这些引脚本身是具有的兼容性特点， 直接与底板外围电路进行连接。 0037 2） 差异性的引脚连接。
23、 0038 这类引脚不具备兼容性特点， 需要通过底板插槽引向FPGA芯片的IO口， 然后再经 过 FPGA 芯片的 IO 口与外围电路进行连接。通过对 FPGA 芯片进行硬件编程， 可以使得最小 系统板外扩引脚接口的差异性引脚通过 FPGA 芯片灵活有选择地与外围电路进行连接， 从 而使得控制板能兼容两款 TMS320F28x 系列的 DSP。 0039 有益效果 ： 0040 本发明能够兼容 TMS320F28x 系列两款控制芯片， 满足不同速度和精度的控制要 求。具有很好的灵活性、 选择性、 兼容性和适用性， 功能全面。 说 明 书 CN 103176419 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103176419 A 7 2/2 页 8 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103176419 A 8 。