付建国，李 益，李 程，周 斌

（中车株洲电力机车研究所有限公司，湖南 株洲 412001）

0 引言

工业实时控制器作为工业设备的大脑，承担着设备实时控制、系统IO、对外通信等功能。随着当前工业设备市场竞争日趋白热化，对控制器功能多样性及成本管控提出了越来越大的挑战。

为实现设备在功能密度提升的同时满足成本下降的需求，本文提出并设计了一种基于TMS320F28377D型微控制单元（microcontroller unit，MCU）的控制系统的平台架构。TMS320F28377D（简称“F28377D”）为TI公司生产的单MCU双核芯片，其中一个内核完成传感器信号采集、PWM脉冲生成、故障快速保护与电机算法控制等任务，另一个内核实现逻辑程序控制、故障数据记录、程序远程加载、波形监视等功能。这种基于F28377D的单芯片平台架构不仅满足了工业实时控制器的功能需求，而且极大地简化了系统的数据流并降低了产品成本，同时也减轻了平台的维护压力[1]。

1 系统平台架构设计

本控制器采用单芯片F28377D架构，其硬件关联关系如图1所示。F28377D采用I2C总线通信，实现对时钟芯片和温湿度芯片的访问；采用串行外设接口（serial peripheral interface，SPI）总线通信，实现对旋变解码芯片、NOR Flash芯片以及集成以太网芯片的访问，进而实现以太网通信功能；利用片内AD采样模块实现对电压、电流等信号的采集；利用片内PWM模块生成PWM脉冲，进而实现电机控制。

1.1 主控芯片简介

主控芯片采用F28377D，其是一款功能强大的32位浮点微控制器（MCU），专门针对高级闭环控制应用而设计。F28377D支持新型双核架构，显著提升了系统性能；双实时控制子系统基于TI的32位C28x浮点CPU，每个内核可提供200 MHz的信号处理能力。……