Mikrocontroller-Differenzierung durch innovative Peripherals (Teil 2 von 2)

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Realtime Control Co-Processor (CLA)

Tabelle 2: Instruktionszyklen CLA vs C28(Bild: Bild: Texas Instruments) — Tabelle 2: Instruktionszyklen CLA vs C28
(Bild: Bild: Texas Instruments)

Diese zusätzlich zum C28-Core vorhandene 32-bit Floating-Point CPU ermöglicht die Implementierung von zeitkritischen und komplexen Vorgängen, die eine geringe Latenzzeit haben müssen. Die Performance eines solchen Systems kann mit einem CLA somit verdoppelt werden.

So ist im Motorregelungsbeispiel die Zeit zwischen der ADC- Messung (Strom/Spannung), des anschliessenden Algorithmus (z.B. PID, 2p2z, 3p3z) und abschliessendem Update der PWM Register kritsch. Eine andere mögliche Anwendung ist die Implementierung von digitalen Power Applikationen wie z.B. Power-Factor-Correction (PFC), DC/DC-Konverter oder z.B. Solarinverteransteuerung.

Für diese und andere Anwendungen hat TI den CLA implementiert, der als event-driven Task Maschine bis zu 8 Tasks bearbeiten kann. Diese werden entweder durch Hardwareevents (Interrupt Trigger) der Peripherals (ADC, Comparator, serielle Schnittstellen, PWM, Capture, DAC, GPIO, Timer) oder durch Software des C28 getriggert. Durch diese in neueren MCUs der C2000-Serie (TMS320F28x7x) eingeführte Erreichbarkeit fast aller Peripherals, sind der Nutzung des CLAs nahezu keine Grenzen gesetzt.

CLA Tasks können sich nicht gegenseitig unterbrechen und sind somit in der Regel kurze lineare Programme. Desweiteren existiert eine feste Task Priorisierung: Task 0 entspricht höchster Priorität und Task 7 niedrigster Priorität. Der CLA läuft aus einem besonderen RAM im Adressbereich des C28, welches in der Regel nach dem Booten der MCU vom C28 mit einem CLA Programm-Image geladen wird. Die Firmware des CLA ist somit Bestandteil des C28 Projektes.

Erfreulich ist die aktuelle Entwicklungsumgebung im Code Composer Studio 6.1:

Es existiert ein CLA C-Compiler, der zwar hardwarearchitekturbedingt kleinere Einschränkungen hat, aber auch die Portierung bereits existierender Algorithmen auf den CLA erleichtert. Über den JTAG-Adapter hat man auch auf die CLA CPU Zugriff und kann ein High-Level-Language Dual-Core Debugging realisieren.

Ein CLA Programm erscheint als zugeordnetes Unterprojekt im Eclipse Workspace (Code Composer Studio IDE) des C28-Projektes. Wer sich an Hand von Beispielen in den CLA einarbeiten möchte, bekommt in der C2000 ControlSUITE eine Vielzahl von Beipielen nicht nur für den C28, sondern auch für den CLA.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Teil1: Mikrocontroller-Differenzierung durch innovative Peripherals

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Stand: 08.12.2025

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