芯教程丨昊芯HX2000系列芯片助力電機(jī)安全在線調(diào)試保護(hù)

為了實(shí)現(xiàn)更高效、更可靠的安全保護(hù)，昊芯推出適用于高精度工業(yè)自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制的HX2000系列數(shù)字信號(hào)處理器，該系列芯片的EPWM_TZ模塊TZ6引腳EMUSTOP功能，可在系統(tǒng)在線調(diào)試暫停或停止時(shí)，觸發(fā)CBC周期限流，與單次OST跳閘保護(hù)，更有效助力于工程師實(shí)現(xiàn)安全高效的二重在線調(diào)試保護(hù)，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、軌道交通、全電飛機(jī)、新能源發(fā)電、機(jī)器人等工業(yè)自動(dòng)化高精度控制領(lǐng)域。

本期以電機(jī)安全在線調(diào)試保護(hù)實(shí)例對(duì)錯(cuò)誤聯(lián)防引腳TZ6的EMUSTOP功能展開(kāi)介紹。

HX2000系列芯片EPWM_TZ錯(cuò)誤聯(lián)防引腳TZ6的EMUSTOP功能實(shí)現(xiàn)為：由硬件自動(dòng)連接到CPU輸出，用戶(hù)可在CPU停止時(shí)配置錯(cuò)誤聯(lián)防操作，分為周期CBC限流與OST單次跳閘，二重保護(hù)事件輸出，觸發(fā)EPWMxA/B動(dòng)作，關(guān)斷控制的MOSFET橋臂，實(shí)現(xiàn)限流與跳閘保護(hù)。

原理框圖如下：

(1)通過(guò)TZSEL寄存器OSHTx或CBCx，選擇單次或周期故障輸入引腳為T(mén)Z6(———)；

(2) TZEINT使能打開(kāi)相應(yīng)TZINT中斷，由輸入單次或周期故障，觸發(fā)產(chǎn)生EPWMx_TZINT中斷：置位TZFLG相應(yīng)標(biāo)志位，觸發(fā)EPWMxA/B按TZCTL[TZA/TZB]所配置高、置低與高阻動(dòng)作；

(3)在仿真暫?；蛲Ｖ笶MUSTOP觸發(fā)的CBC周期與OST單次錯(cuò)誤聯(lián)防信號(hào)故障消除后，均可通過(guò)手動(dòng)寫(xiě)入TZCLR相應(yīng)標(biāo)志位，清除中斷標(biāo)志，便于下次中斷觸發(fā)；但OST故障消除后不可自動(dòng)恢復(fù)，CBC故障消除后，可在TBCTR=0時(shí)自動(dòng)清除中斷標(biāo)志，使EPWM波形恢復(fù)，以實(shí)現(xiàn)周期限流與單次跳閘。

由此設(shè)計(jì)實(shí)例一：選擇TZ6引腳故障類(lèi)型為CBC周期限流，通過(guò)在線仿真暫停，產(chǎn)生EMUSTOP信號(hào)，觸發(fā)錯(cuò)誤聯(lián)防信號(hào)，產(chǎn)生EPWMx_TZINT中斷，置位TZFLG[CBC]標(biāo)志位，使EPWMxA/B拉低；在線仿真暫?；謴?fù)后，即CBC周期錯(cuò)誤聯(lián)防故障消除后，恢復(fù)EPWMxA/B輸出，以實(shí)現(xiàn)仿真在線調(diào)試暫停錯(cuò)誤的周期限流動(dòng)作。

實(shí)例二：選擇TZ6引腳故障類(lèi)型為OST單次跳閘，通過(guò)在線仿真停止，產(chǎn)生EMUSTOP信號(hào)，觸發(fā)錯(cuò)誤聯(lián)防信號(hào)，產(chǎn)生EPWMx_TZINT中斷，置位TZFLG[OST]標(biāo)志位，使EPWMxA/B拉低；在線仿真停止恢復(fù)后，即OST單次錯(cuò)誤聯(lián)防故障消除后，不可恢復(fù)EPWMxA/B輸出，從而實(shí)現(xiàn)仿真在線調(diào)試停止錯(cuò)誤的單次跳閘動(dòng)作。

基于以上分析，在CDK上分別開(kāi)發(fā)兩實(shí)例程序，代碼包括：EPWM與TZ GPIO、初始化、OST及CBC錯(cuò)誤聯(lián)防配置、TZ觸發(fā)EPWM動(dòng)作的中斷服務(wù)程序，主程序調(diào)用執(zhí)行。以下分別列出主要代碼的配置節(jié)選。

實(shí)例一：仿真在線調(diào)試暫停CBC錯(cuò)誤封波

EALLOW;/*啟用TZ6作為此ePWM模塊的CBC跳閘源*/EPwm2Regs.TZSEL.bit.CBC6=1;/*發(fā)生跳閘事件時(shí),強(qiáng)制EPWMxA進(jìn)入高電平*/EPwm2Regs.TZCTL.bit.TZA=TZ_FORCE_LO;/*發(fā)生跳閘事件時(shí),將EPWMxB強(qiáng)制為低電平*/EPwm2Regs.TZCTL.bit.TZB=TZ_FORCE_LO;/*跳閘區(qū)域逐周期中斷使能*/EPwm2Regs.TZEINT.bit.CBC=1;EDIS;

實(shí)例二：仿真在線調(diào)試停止OST錯(cuò)誤封波

EALLOW;/*使能TZ6作為ePWM的單次故障保護(hù)觸發(fā)輸入*/EPwm1Regs.TZSEL.bit.OSHT6=1;/*當(dāng)外部觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)，強(qiáng)制EPWMxA為高電平*/EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZA=TZ_FORCE_LO;/*當(dāng)外部觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)，強(qiáng)制EPWMxA為低電平*/EPwm1Regs.TZCTL.bit.TZB=TZ_FORCE_LO;/*允許單次觸發(fā)事件產(chǎn)生中斷*/EPwm1Regs.TZEINT.bit.OST=1;EDIS;

開(kāi)發(fā)測(cè)試工具如下：

核心板的測(cè)試觀察點(diǎn)是需要如下兩個(gè)測(cè)試點(diǎn)分別接入示波器的兩個(gè)探頭。

通過(guò)編譯進(jìn)去調(diào)試模式后，在CBC條件下，調(diào)試暫停時(shí)，EPWM封波，再次運(yùn)行時(shí)，EPWM波恢復(fù)正常，效果如下：

在OST條件下，調(diào)試暫停時(shí)，EPWM封波，再次運(yùn)行時(shí)，EPWM波不能恢復(fù)，效果如下：

關(guān)于昊芯

“智由芯生 創(chuàng)享未來(lái)”，昊芯是數(shù)字信號(hào)處理器專(zhuān)業(yè)供應(yīng)商。作為中國(guó)科學(xué)院科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)，瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿芯片設(shè)計(jì)技術(shù)，依托多年積累的雄厚技術(shù)實(shí)力及對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的理解，以開(kāi)放積極的心態(tài)，基于開(kāi)源指令集架構(gòu)RISC-V，打造多個(gè)系列數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)品，并構(gòu)建完善的處理器產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)。產(chǎn)品具有廣闊的市場(chǎng)前景，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制及電機(jī)驅(qū)動(dòng)、數(shù)字電源、光伏、儲(chǔ)能、新能源汽車(chē)、消費(fèi)電子、白色家電等領(lǐng)域。