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一、C2000的历史
TI C2000微控制器（MCU）这个产品线已经存在了近30年，还是立于不败之地。1995年，C2000出生在所有人的眼前，当时这款主要是用于硬盘的马达控制，时至今日，这款MCU仍然是应用在马达控制方面。但与以往不同的是，不仅仅是硬盘，电动汽车、双轴伺服马达、交流伺服驱动器等方面均有它的身影。
C2000自身集成了丰富的I/O口，A/D采样接口及PWM输出接口，马达和电源是主要的应用场景。它的主业分为数字电源控制如光伏、通信和服务器电源，电机控制如家电、工业类伺服驱动。迭代到第三代，C2000系列还符合AEC-Q100，系统功能符合ASIL-D和SIL 3等级，硬件完整性高达ASIL B级，所以在电动汽车上也有着广泛的应用场景。
C2000一共有三代产品，有人叫它MCU（微处理器），有人叫它DSP（数字信号处理器），不过官方还是把这款产品规划到了MCU之下。这款产品更加接近于DSP归类。只是信号处理不涉及到图像，声音等信号，而模拟量、数字量、数字滤波、快速FFT等功能，C2000都可以很好的完成。
TI的C2000架构，推出了如TMU与VMU硬体加速单元，前者专职于三角函数运算（偏重马达应用），后者则负责复数运算（对应通讯与软体定义无线电），既有的FPU就负责分数与小数点的运算工作，透过分工合作的方式，来因应客户不同的运算工作需求。就算是马达所需要的运算工作，因应不同的马达类型，TI也能给予不同的DSP架构来对应。
在电动汽车方面的应用，更是不容小觑，这款产品不仅集EtherCAT、以太网和CAN FD于一体、最大程度地提高实时控制性能、灵活集成传感技术，改善实时控制。
二、C2000与STM32的竞争
C2000还能占据市场的主要原因是：
1、发展早，有庞大的用户基础
2、自研内核架构，依赖度高，难替换
3、拥有丰富的周边生态及开发资源，极易上手
说到用户基础，当年随着华为电源业务部门（安圣电气）出售给艾默生之后，基于华为-艾默生系的不少员工后来出来创业，诞生出一批围绕电力电子领域的创新企业，基本上都成为了C2000的用户。直接导致了在马达控制、功率变换领域，C2000成为行业里的标杆，占据了中国中高端市场上的大壁江山。
无论在什么电机应用场合，STM32一定不会缺席。而STM32和C2000一样，整个系列在电机控制领域都是主流硬通货。相比C2000 MCU和DSP属性的难以界定，STM32是纯粹的MCU。
STM32F4在2013年投入量产，并发布开发生态系统，与C2000展开竞争，STM32与C2000系列有着很多相似的地方，不论是PWM控制，闪存与SRAM，还是模拟模块功能。C2000的运算、执行速度普遍比同级别的ARM内核MCU要快很多，虽然主频及内存要小一点，但实时控制应用场景并不对主频有很高的要求。除了计算速度外，C2000的ADC的采样精度和转换速度也更有优势。
现在ARM内核MCU同质化严重，价格也拉得越来越低，而最便宜的C2000芯片都没有低于1.5美金的。
三、CLB可定制逻辑
C2000 的可配置逻辑块 (CLB, Configurable Logic Block)，这是C2000在系统架构上值得称道的一大创新点。在C2000芯片的内部创建了一种灵活的自定义逻辑机制，用户可以利用其在MCU内部的硬件中添加个性化的定制逻辑电路。
有些应用利用 FPGA 来实现时序关键型功能或特殊功能，例如电机应用中的编码器。为了满足这种需求，TI 开发了可配置逻辑块 (CLB) 解决方案。使用 CLB 实现不同的编码器，例如绝对编码器、T-format 等。C2000 在 CLB 中提供了许多编码器示例，同时允许客户创建自己的解决方案，还使用 CLB 实现有源 EMI 滤波器等创新解决方案，从而减少数字电源应用中的 EMI。
CLB 将一个经优化的高速可编程逻辑集成到 C2000 MCU 等实时控制器中，为增强型脉宽调制器 (PWM)、增强型捕捉、增强型正交编码器和通用 I/O 等关键外设提供智能的信号输入/输出 (I/O) 路由功能，最终成为具有系统级差异化特性的增强版知识产权 (IP) 模块。
如图中所示，CLB 工具包括两个、四个或八个逻辑块，每个逻辑块内是一整套经优化的可编程逻辑单元，其中包含：• 三个 4 输入查找表 (LUT4)• 三个 32 位计数器 (Ctr32)• 三个 4 状态有限状态机 (FSM)• 八个 3 输入输出查找表 (L3)• 一个高级控制器 (HLC)
通过单独配置并将这些单元块连接在一起，您可以生成自定义逻辑方案，为复杂的系统问题提供新颖的解决方案，例如为保护触发条件编写应用特定的逻辑、增强软开关 PWM 的类型、或者实现基于特殊条件的正交编码器位置捕获。
工程师们在利用单片DSP的情况下，有更大的自由度去实现一些复杂的逻辑，减少外围的逻辑门。从一些应用实例来看，CLB可以直接支持市面上大多数编码器的接口协议，包括EnDat2.2，BiSS， 多摩川T-format，其余的，比如尼康、松下，还是要自己去开发。使用CLB可以省去少一块解码芯片，可以从整个BOM上节省成本。
在新能源与汽车电机控制器中，为了保障系统安全，针对常见的故障，如过流，过压，IGBT 驱动故障等，采取实时的保护方案（一般从故障发生，到识别，并采取保护措施，需要在几百纳秒以内完成)，PWM 进入对应的安全状态。
传统方案中，控制及保护的系统典型搭配为 MCU + CPLD，MCU 跑电机控制算法(如FOC)，系统控制和通讯等功能 ，CPLD 则用来实现不同故障下的 PWM 快速保护功能。因为CPLD独立于MCU运行，这种架构下，即使MCU发生故障，CPLD也可以第一时间识别并控制系统进入安全状态。
Ti的MCU在芯片内部集成CLB，可以替代用于监测及保护的片上CPLD，降低系统成本及设计复杂度的同时，保障了系统安全控制的需求。
四、国产替代的挑战者
国产芯片有很多家针对实时控制领域，目标是替代C2000，主要分为几个技术路线：
1、海思系的实时控制MCU创业公司比较多，技术路线基本一致，特点是资源管够，外设兼容TI，TI F28377D (1MB Flash，204KB SRAM），华太的是(2MB Flash，768KB SRAM)。
2、中科大系基本是采用RISC-V内核+C2000兼容的外设，RISC-V内核本身的灵活性为CPU扩展自主指令提供了基础，有没有用起来就看各家水平，中科大派走的最快的应该是中科昊芯。
3、国防科大系最大特点是hex兼容/bin兼容，里面进芯因为做的时间早，规模还可以，因为是完全兼容，因此是否存在专利风险，是否可以出口，会是商务层面的一个关键问题。
4、通用MCU系走的是ARM兼容路线，以兼容STM32G4为目标，这个就不评论了。
5、半定制MCU系，AG32（RISC-V+CPLD二合一），用以挑战CLB可定制模块，属于国产里第五种独特的技术路线。
五、结语
在当今的电力电子领域，人们对于实时控制的诉求越来越高，这也在推动技术供应商提供更优秀的平台化解决方案，对包括感知、处理、驱动控制，以及通信接口在内的完整的实时信号链及其相关要素进行优化，以减少延迟并提供足够的控制精度。这也是高效率、高性能、高可靠电源管理和电机驱动应用的技术基石。
实时控制芯片的国产替代是一个长期且复杂的过程，涉及到技术研发、市场推广、产业链协同等多个方面。国家政策的支持和市场需求的增长也是推动国产替代进程的重要因素，但在技术追赶、生态系统构建、市场认可度提升等方面仍面临挑战。国产芯片在实时控制芯片领域正逐步形成自主研发和创新的能力，为实现更广泛的国产替代奠定了基础。
