雙核(DSP和MCU)-工業(yè)控制中的應(yīng)用 SH99F100是一款雙核(DSP和MCU)芯片，適用于工業(yè)控制場(chǎng)合，如電機(jī)調(diào)速、變頻電源等。MCU可以用來處理開關(guān)量、輸入輸出以及通訊，而DSP只需專注于控制算法的運(yùn)算。 DSP的架構(gòu)由三個(gè)并行的計(jì)算單元(ALU，MAC，SHIFTER)、兩個(gè)獨(dú)立的地址發(fā)生器(DAG)和一個(gè)強(qiáng)大的程序序列發(fā)生器(PSQ)組成。計(jì)算單元提供了所有處理器能夠提供的計(jì)算功能，包括單周期乘/累加，位操作，移位操作等。雙數(shù)據(jù)地址發(fā)生器使得處理器能夠在一個(gè)周期內(nèi)從兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)(Data Memory和Program Memory)同時(shí)取出兩個(gè)數(shù)據(jù)。程序序列發(fā)生器實(shí)現(xiàn)了所有指令的單周期操作，快速的中斷響應(yīng)以及嵌套的非CPU干預(yù)的循環(huán)。16位的PWM模塊、正交編碼接口(QEI)與14位的流水線型ADC與運(yùn)算放大器(OP)作為DSP核的內(nèi)部外設(shè)，能夠方便地實(shí)現(xiàn)多種工業(yè)控制算法。 MCU核是一種高速高效率8051兼容核，在同樣的振蕩頻率下，較之傳統(tǒng)的8051芯片具有運(yùn)行更快速，性能更優(yōu)越的特性，其資源有內(nèi)置256字節(jié)SRAM，外部3840字節(jié)SRAM，3個(gè)16位定時(shí)器和3個(gè)外部中斷，同時(shí)還集成了2個(gè)增強(qiáng)型UART，1個(gè)SPI接口。 雙核結(jié)構(gòu)：16位增強(qiáng)型DSP+8位MCU DSP及其外設(shè)：

▲CPU - 最大100MIPS，16位寬度數(shù)據(jù)總線 - 單周期同步執(zhí)行16位MAC和存取操作 - 32級(jí)桶形移位器 - 單周期執(zhí)行“取雙操作數(shù)”和“取指令”

▲片上存儲(chǔ)器 - 64K X 8bits Flash作為DSP的非易失性存儲(chǔ)器 - 16K X 24bits SRAM作為DSP運(yùn)行程序的Code Memory - 6K X 16bits SRAM作為DSP的Data Memory - 512 X 16bits SRAM作為通訊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(位于DM區(qū)) - 2K X 16bits SRAM作為DSP的Program Memory(位于PM區(qū))

▲脈沖寬度調(diào)制(PWM)模塊 - 6路(3對(duì))16位PWM輸出 - 3種時(shí)基計(jì)數(shù)模式：?jiǎn)问录Ｊ?、邊沿?duì)齊模式與中心對(duì)齊模式 - 每對(duì)PWM提供2種輸出模式：互補(bǔ)輸出和獨(dú)立輸出 - PWM輸出有效極性選擇

死區(qū)產(chǎn)生邏輯 - 自動(dòng)更新周期、占空比、輸出極性以及ADC觸發(fā)時(shí)刻 - 5個(gè)保護(hù)輸入引腳 - 每個(gè)保護(hù)輸入引腳上的Debounce時(shí)間可設(shè)置為八檔(0ms - 16ms) - 后分頻系數(shù)

▲正交編碼器接口(QEI) - QEA，QEB，Index三路信號(hào)輸入 - 16位增/減雙向位置計(jì)數(shù)器 - 5種可屏蔽中斷：計(jì)數(shù)器重載/Index信號(hào)中斷;Index信號(hào)發(fā)生錯(cuò)誤中斷;QEA/B輸入信號(hào)相位錯(cuò)誤中斷;測(cè)速定時(shí)器溢出中斷;測(cè)速定時(shí)器捕捉中斷

▲2 X 8通道14位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) - 10MSPS轉(zhuǎn)換速率 - 兩路同步并行采樣模式、兩路獨(dú)立順序采樣模式與單序列順序采樣模式

▲4個(gè)16位定時(shí)器DTImer0/1/2/3

▲3個(gè)外部中斷DXINT0/1/2

▲1個(gè)JTAG接口實(shí)現(xiàn)DSP的仿真調(diào)試

▲4個(gè)輸入捕捉功能引腳 - 使用DTImer2/3之一作為時(shí)基 - 2級(jí)FIFO緩沖器 - 捕捉事件可設(shè)置為上升沿、下降沿、上升/下降沿 - 輸入分頻/濾波設(shè)置

▲3路輸出比較引腳 - 使用DTImer3/2之一作為時(shí)基 - 單次比較模式、雙比較模式、邊沿對(duì)齊PWM輸出模式

▲2個(gè)運(yùn)算放大器 MCU及其外設(shè)：

▲CPU - 基于8051指令流水線結(jié)構(gòu)的8位單片機(jī) - 最大工作頻率16MHz，CISC指令集

▲片上存儲(chǔ)器 - 64KBytes Flash - 4KBytes SRAM - 1K X 8bits Flash作為ISP程序存儲(chǔ)器

▲56個(gè)CMOS雙向I/O管腳(功能復(fù)用)，內(nèi)建輸入上拉電阻

▲SPI接口(主/從模式)

▲2個(gè)增強(qiáng)型UART

▲3個(gè)16位定時(shí)器TImer0/1/2

▲3個(gè)外部中斷INT0/1/2

▲8通道10位逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)

▲3路12位脈沖寬度調(diào)制(PWM)輸出 1個(gè)JTAG接口實(shí)現(xiàn)MCU的仿真調(diào)試

▲工作電壓：VDD = 2.7 - 5.5V

▲停振檢測(cè) - 外部晶振失效后切換至內(nèi)部RC作為系統(tǒng)頻率并產(chǎn)生中斷

▲ISP功能

▲看門狗定時(shí)器(WDT)

▲低電壓復(fù)位LVR

▲封裝：LQFP100