基于DSP实现的无差拍控制逆变器（2） 诺依曼, 处理器, 德州仪器, 信号, 数字

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2 无差拍控制逆变器的实现　　德州仪器公司(Texas Instrument)开发的第三代数字信号处理器(Digital Signal Processor)TMS320F240系列具有16位高速定点运算功能。这种型号的数字信号处理器芯片具有如下优点：
　　(1) 很高的处理速度。单指令执行周期为50ns，即每秒可执行两千万条指令。芯片内有专用的16*16硬件乘法器，并设置有8级硬件堆栈和四级流水线处理结构，极大地提高了对数字信号的处理速度。544kB的高速片内双向存取RAM使得片内数据能够实现高速传送；
　　(2) 特有的并行结构。传统的冯-诺依曼结构中程序代码和数据单元是统一编址的，而F240采用改进的Harvard结构，程序区与数据区存储单元是分开的，取指令和数据存取可同时进行。这样使得处理速度进一步提高；
　　(3) 丰富的指令集提供了灵活的编程能力。不仅能实现各种算术和逻辑运算功能 ，而且能很方便地完成程序区和数据区之间的信息传递；
　　(4) 高度集成的内部资源。芯片中嵌入了专用的事件管理器(Event Manager)，能很方便地捕获事件中断和输出各种PWM波形。片内还集成了A/D转换器、串行通讯、I/O接口等外围功能，因此十分容易构造控制系统，而且极大地减少了硬件开销。
　　由于具有上述优点，DSP F240系列尤其适合实现数字化控制所需的实时化、高速处理的要求。其内部资源包括:
　　(1) 三个独立的16位硬件定时器，具有6种工作模式；输出共有12路PWM脉冲，便于实现单相半桥、全桥和三相全桥（可设置死区，以及实施空间矢量PWM控制）的电力电子变换器控制；
　　(2) 具有三路外部硬件中断和4个外部事件捕获中断（Capture），系统中有RESET复位中断、掉电中断PDPINT、非屏蔽中断NMI等软件资源，为系统的安全工作提供了保障，同时可以对特殊事件进行及时处理；
　　(3) 两个独立的10位精度A/D采样转换器，内部带PLL锁相环的时钟单元，看门狗监控单元Watchdog，串行同步口SPI和串行异步口SCI，28个可编程多路复用I/O口等 。
　　从上述内部资源可见，TMS320F240系列的DSP在控制系统设计时不需要太多的硬件开销，从而也提高了系统的可靠性。