HRPWM用户手册(工具软件翻译)

TMS320x280x, 2801x, 2804x High Resolution Pulse Width Modulator (HRPWM) 用户手册HRPWM手册部分翻译（软件翻译），辅助阅读原资料。前言-51 介绍72 HPWM的操作描述92.1控制HRPWM性能102.2配置HRPWM112.3HRPWM原理122.4比例因子优化软件（sfo）182.5HRPWM示例使用优化的汇编代码233. HRPWM寄存器说明293.1寄存器概要293.2寄存器和字段描述30附录A SFO Library Software - SFO_TI_Build_V5.lib33A.1 SFO库版本比较33A.2 软件用法36附录B 修订历史41前言：关于本手册本文档描述了操作的高分辨率扩展脉宽调制器(HRPWM)。 HRPWM模块的描述是一种参考指南HRPWM 0。看到TMS320x28xx,28 xxx DSP外围参考指南(SPRU566)列表中的所有设备和一个HRPWM模块相同的类型,来确定类型,以及之间的差异为一个列表特定于设备的差异在一个类型。这个文档是结合使用特定于设备的增强脉宽调制器(ePWM)模块参考指南。这个HRPWM模块扩展了时间分辨能力的传统派生数字脉冲宽度调制器(PWM)。HRPWM通常用在当PWM分辨率低于 9 - 10位。这发生在PWM频率大于 200千赫当使用一个CPU /系统时钟的100 MHz。关键HRPWM的特点是:长时间分辨能力用于工作周期和移相控制方法细粒度控制或时间边缘定位使用扩展比较和阶段寄存器使用一个信号实现PWM的道路,也就是说,在EPWMxA输出。EPWMxB产量传统PWM功能自检诊断软件模式来检查微边缘定位器(MEP)逻辑是跑步最佳介绍ePWM的外围是用来执行一个函数,它在数学上是等价的,一个数模转换转换器(DAC)。如图1所示,TSYSCLKOUT = 10纳秒(即100 MHz时钟),有效分辨率为常规生成PWM是一个函数的PWM频率(或时间)和系统时钟频率。设SYSCLKOUT=100MHZ TPWM=100KHZ100K/100M*100%=0.1%如果所需的PWM操作频率不提供足够的决议在PWM方式,您可能想要考虑HRPWM。 作为一个例子,HRPWM提供改进的性能,表1显示了决议在比特数各种PWM频率。这些值假设一个100 MHz SYSCLK频率和一个MEP步骤大小为180 ps。看到特定于设备的数据表为典型的和最大的性能规范为MEP。尽管每个应用程序可能不同,典型的低频率PWM操作(低于250千赫)可能不会需要HRPWM。 HRPWM能力是最有效的高频PWM要求的权力转换拓扑,例如:单相巴克,提高,和反激变换器巴克多阶段,提高,和反激变换器相移全桥直接调制的d类功率放大器2操作的描述HRPWM这个HRPWM是基于微边缘定位器(MEP)技术。MEP的逻辑是,能够将一个边缘非常精细地按一个粗系统时钟可能分化的一个传统的PWM发生器。时间步精度在订购150 ps。看到特定于设备的数据表对于典型的MEP步长在特定的设备。这个HRPWM也有自检软件诊断模式检查MEP逻辑运行优化,在所有的操作条件。细节诊断和功能的软件第2.4节。图2显示了一个粗之间的关系系统时钟和边缘位置的MEP而言步骤,通过一个8位字段控制在比较一个扩展注册(CMPAHR)。生成一个HRPWM波形,配置TBM,CCM,如同你的包寄存器生成一个传统的PWM给定的频率和极性。这个HRPWM一起工作TBM、CCM,寄存器来扩展包边的分辨率,并且应该相应地配置。尽管许多编程组合都是可能的,只有少数是必要的和实用的。这些方法第2.5节中描述。寄存器讨论过,但发现在这个文档中可以看到特定于设备的增强的脉冲宽度调制器(ePWM)模块参考指南。HRPWM的操作控制和监控使用以下登记:2.1控制HRPWM功能MEP的HRPWM是由两个扩展寄存器,每个8位宽。这两个HRPWM寄存器是连接与16位TBPHS和衍生寄存器用来控制PWM操作。TBPHSHR -时间基础阶段高分辨率的寄存器CMPAHR -计数器比较一个高分辨率的寄存器配置HRPWM一旦ePWM配置为提供传统的PWM给定的频率和极性,HRPWM配置通过编程使HRCNFG寄存器位于偏移地址20小时。这个寄存器提供配置选项下面的关键操作模式:边缘模式在同一时间，MPE可以通过编程提供精确位置控制的前沿(RE),下降沿(FE)或两个沿(BE)。FE和RE用于电力拓扑要求占空比控制,而BE用于拓扑要求移相,如移相全桥（PSFB）。控制模式MEP被编写为控制要么从CMPAHR寄存器(占空比控制)或TBPHSHR寄存器(相位控制)。RE或FE控制模式应该使用CMPAHR寄存器。 BE控制模式应该使用TBPHSHR寄存器。阴影模式-这种模式提供了相同的阴影(双缓冲)选项在普通PWM模式。这个选项是有效的只有当操作从CMPAHR寄存器,应该选择同常规负载选项衍生寄存器。如果TBPHSHR使用,那么这个选项没有任何影响。2.3操作原理MEP逻辑能够把一个边缘在255(8比特)离散时间的步骤(参见特定于设备的数据表为典型的MEP步长)。MEP工程与TBM和CCM寄存器来确定时间步骤优化应用,边缘位置精度保持在一个广泛的PWM频率、系统时钟频率和其他操作条件。表3显示了典型的范围的操作频率HRPWM支持的。(1)系统频率= SYSCLKOUT,即CPU时钟。TBCLK = SYSCLKOUT。(2)表数据基于MEP时间分辨率为180 ps(这是一个示例值,请参见特定于设备的数据表为MEP限制。(3)MEP步骤应用= TSYSCLKOUT / 180 ps在这个例子中。(4)PWM最低频率是基于最大时间值,即TBPRD = 65535。PWM方式是不对称来数。(5)分辨率在比特了最大PWM频率表示。2.3.1边缘定位在一个典型的功率控制回路(例如,开关模式,数字电动机控制(DMC)、不间断电源供应(UPS)、一个数字控制器(PID,2极/ 2 零,滞后/超前等)问题,通常一种责任命令表示在每单位或百分比。假设为一个特定的操作点,要求工作周期是0.405或40.5%在时间和所需的变频器PWM频率是1.25 MHz。在传统的PWM生成系统时钟的100 MHz,工作周期的选择是附近40.5%。 在图5中,一个比较值的32项(即,责任= 40%)是最接近40.5%,你可以实现。这相当于一个320ns的边缘位置,而不是所需的324 ns。此数据显示在表4。利用MEP,您可以实现一个边缘位置更接近理想的角度324纳秒。表4显示了,除了衍生价值,22个步骤的MEP(CMPAHR寄存器)将位置在323.96 ns边缘,导致几乎零错误。在这个例子中,假定MEP有一个步骤分辨率为180 p。(1)系统时钟,SYSCLKOUT和TBCLK = 100 MHz,10 ns(2)对于一个寄存器值80 PWM时期计数、PWM期= 80 x 10纳秒= 800 ns、PWM频率= 1/800 = 1.25 MHz ns(3)假设MEP步长对上述例子= 180 p看到特定于设备的数据手册典型和最大MEP值。2.3.2缩放的考虑如何定位机制的优势恰恰在时间已经证明使用资源标准的衍生和MEP(CMPAHR)寄存器。在实际应用中,然而,这是必要的能无缝地提供CPU映射函数从一个单位(分数)工作周期最后的整数(非小数)表示,被写到衍:CMPAHR寄存器组合。要做到这一点,首先检查扩展或映射步骤。这是常见的控制软件表达工作周期在一个单位或百分比的基础。它的优点是执行所有的需要数学计算而无需关心最终绝对责任周期,表达了在时钟计数或高时间在ns。此外,它使代码更移动式跨多个转换器运行不同的类型PWM频率。实现映射方案,一个两步定标过程是必需的。System clock , SYSCLKOUT = 10 ns (100 MHz)PWM frequency = 1.25 MHz (1/800 ns)Required PWM duty cycle, PWMDuty = 0.405 (40.5%)PWM period in terms of coarse steps, = 80PWMperiod (800 ns/10 ns)Number of MEP steps per coarse step at = 55180 ps (10 ns /180 ps ), MEP_ScaleFactorValue to keep CMPAHR within the range of1-255 and fractional rounding constant(default value) = 1.5 (0180h in Q8 format)步骤1： Percentage Integer Duty value conversion for CMPA registerCMPA register value = int(PWMDuty*PWMperiod); int means integer part（取整数部分）= int(0.405*80 )= int(32.4 )CMPA register value = 32 (20h)步骤 2: Fractional value conversion for CMPAHR registerCMPAHR register value = (frac(PWMDuty*PWMperiod)*MEP_ScaleFactor+1.5) 8); frac means fractional part= (frac(32.4) *55 + 1.5) 8 Shift is to move the value as CMPAHR high byte= (0.4 * 55 + 1.5) 8= (22 + 1.5) 8= 23.5 * 256; Shifting left by 8 is the same as multiplying by 256. = 6016 CMPAHR value = 1780h CMPAHR value = 1700h , lower 8 bits will be ignored by hardware.（低8位被硬件忽略）注意:MEP比例因子(MEP_ScaleFactor)随系统时钟和DSP操作条件。TI提供了一个MEP比例因子优化(SFO)软件C函数,它使用内置的诊断在每个HRPWM并返回最佳比例因子对于一个给定的操作点。这个比例因子变化慢慢在有限范围内所以优化的C函数可以运行非常缓慢地在一个背景循环。CMPA和CMPAHR寄存器是在内存配置,以便32位数据能力的280x CPU可以写成一个连接值,即CMPA:CMPAHR。映射方案已经实现在两个C和汇编,见第2.5节。实际的实现利用了32位CPU的体系结构28 xx,有点不同部分所示的步骤2.3.2。时间关键控制回路,每个循环计数,组装版本推荐。这是一个循环优化函数(11 SYSCLKOUT周期),需要一个最喜欢的责任值作为输入,并写一个CMPA:CMPAHR值。2.3.3周期性的距离限制在高分辨率模式下, MEP并不活跃,100%的PWM期。它变得操作:3 SYSCLK周期期间过后开始当诊断被禁用6 SYSCLK周期期间过后开始当SFO诊断正在运行工作周期范围限制见图6。这种限制强加了一个较低的工作周期上限MEP。 例如,精密边缘控制不可用一路跌至0%工作循环。尽管对于第一个3或6次,HRPWM能力并不可用,普通PWM责任控制仍然是完全运行到0%的关税。在大多数应用程序中这应该不是一个问题作为控制器调节点通常不是设计为接近0%工作循环。为了更好地理解可用的工作周期范围,见表5。如果应用程序要求HRPWM操作在低的工作周期地区,那么HRPWM可以被配置为运行在倒计时的方式与前沿位置(REP)控制的MEP。这是见图7。在这种情况下,低的关税限制不再是一个问题。然而,将一个最大责任限制相同百分比数字表5中给出。微边缘定位器(MEP)逻辑能够把一个边缘在255的一个离散时间的步骤。作为前面所提到的,这些步骤的大小是150的量级ps(参见特定于设备的数据表典型的MEP步长在你的设备)。大小各异的MEP一步基于最坏的过程参数、操作温度和电压。欧洲议会议员步骤大小的增加而减小电压和提高温度和随增加电压和降低温度。应用程序使用HRPWM特性应该使用ti提供MEP比例因子优化器(SFO)软件函数。SFO有助于动态确定步骤的数量每SYSCLKOUT MEP而HRPWM时期是在操作。利用MEP能力有效地在Q15CMPA:CMPAHR映射函数(见部分2.3.2),正确的值为MEP比例因子(MEP_ScaleFactor)需要知道的软件。为了实现这个目标,每个模块有HRPWM建于自检和诊断能力这可以用于确定最优MEP_ScaleFactor值对于任何操作条件。TI提供了一个c可调用的库函数,这些函数包含两个SFO利用这个硬件和决定最佳MEP_ScaleFactor。 因此, MEP控制和诊断寄存器是留给TI使用。目前,有两个发布版本的库SFO_TI_Build.lib和SFO_TI_Build_V5.lib.Versions 2, 3, and 4 TI内部只有。详细描述SFO_TI_Build.lib软件下面的函数。注意: SFO_TI_Build_V5.lib软件功能,支持多达16 HRPWM通道在附录A中可以找到,连同一个高层次的比较表之间的两个库版本。表6提供了功能的描述两个SFO库例程在SFO_TI_Build.lib。校准逻辑工作运行得更快当HRPWM功能被禁用时;HRPWM功能不能同时运行当ePWMn被使用时。如果SYSCLKOUT = TBCLK = 100 MHz和假设MEP步骤大小是150 ps，典型的价值在100 MHz = 66单位TBCLK MEP步骤(10纳秒)。这个函数返回一个值在变量数组: MEP_ScaleFactorn = Number of MEP steps/SYSCLKOUT如果TBCLK不等于SYSCLKOUT,然后返回的值必须进行调整,以反映正确的TBCLK:MEP steps per TBCLK = MEP_ScaleFactorn * (SYSCLKOUT/TBCLK)示例:如果TBCLK = SYSCLKOUT / 2, MEP steps per TBCLK = MEP_ScaleFactorn * (100/50) =66 * 2 = 132限制使用此函数时:SFO_MepDis(n)可以用于从50MHz SYSCLKOUT 到最大SYSCLK频率。 MEP使用SYSCLKOUT不TBCLK诊断学逻辑,因此SYSCLKOUT限制是一个重要的约束。SFO_MepDis(n)函数不需要开始比例因子值。此外,TBCLK必须相等SYSCLKOUT。如果一个ePWM模块不是用于HRPWM模式,那么它可以用来运行SFO诊断模块的运行HRPWM模式。这里只有一个MEP_ScaleFactor所获得的价值可以应用于其他ePWM模块。这假定所有HRPWM模块的MEP步骤是相似的,但可能不是相同。这个ePWM模块,不活跃在HRPWM模式仍然是完全运作在传统PWM方式和可以用来驱动PWM别针。英国严重欺诈办公室函数只利用MEP诊断逻辑。其他ePWM模块操作在HRPWM模式蒙受只有3周期最小责任限制这个例程运行缓慢的校准逻辑是并发,而HRPWM功能正在被使用由ePWM模块。如果SYSCLKOUT = TBCLK = 100 MHz和假设MEP步骤大小是150 ps典型的价值在100 MHz = 66单位TBCLK MEP步骤(10纳秒)这个函数返回一个值在变量数组:MEP_ScaleFactorn(2)=数量的MEP步骤/ SYSCLKOUT=数量的MEP步骤/ TBCLK限制使用此函数时:SFO_MepEn(n)函数是限制用于与SYSCLKOUT 60 MHz最大SYSCLK频率。使用SYSCLKOUT MEP诊断逻辑不TBCLK,因此SYSCLKOUT限制是一个重要的约束。SFO_MepEn(n)函数需要一个起始比例因子值。MEP_ScaleFactor0需要初始化为一个典型的MEP步骤大小值。此外,TBCLK SYSCLKOUT必须等于。注意:SFO_MepEn(n)只支持以下HRPWM配置: HRCNFGHRLOAD = 0 (load on CTR = ZERO) HRCNFGEDGMODE = 10 (falling edge MEP control) SFO_MepEn(n)_V5B.lib包含一个SFO_MepEn(n)v5(n)函数,该函数没有这个限制。当使用如果应用程序要求所有ePWM模块有HRPWM能力(也就是, MEP 操作),那么