隨著世界不斷向數(shù)字化方向發(fā)展，微處理器（MCU）也正面向各種應用領域全面推出。新型電視機采用MCU來提高LED對比度。割草機可通過MCU的幫助實現(xiàn)自動化操作，并可采用電動機取代汽油機引擎，提高效率，降低污染?？Х葯C采用MCU后可提高智能性，能夠在您熟睡之后幫助您沖制一杯美味的咖啡。

MCU的發(fā)展帶動了一大批具有各種不同知識背景的開發(fā)人員的成長，這使我們不得不重新審視MCU軟件的開發(fā)。為了最大限度地提高處理器可用性，MCU軟件必須滿足各種受眾用戶的需求，并必須更加重視系統(tǒng)應用。

滿足不同的編程愛好

MCU編程不再是經驗豐富的嵌入式系統(tǒng)工程師的專利。新型應用以及MCU的廣泛推出吸引了眾多此前從未接觸過數(shù)字硬件的工程師以及僅僅對技術充分熱情的業(yè)余愛好者，甚至那些尋求最新藝術表現(xiàn)形式的藝術家?，F(xiàn)在已經到了擺脫傳統(tǒng)固定MCU編程模式的時候了，應該為用戶提供代表不同抽象與控制水平的不同編程途徑。

C2000的controlSUITE軟件包含可支持上述靈活性的四級硬件抽象層（HAL）。從最底層開始，寄存器和地址可像從前一樣支持直接參照。不過，從第二層進行構建，位字段可使寄存器及其中的位功能組像變量一樣進行存取。通過將寄存器映射到存儲器上，編程人員現(xiàn)在就可像修改變量一樣訪問和存儲位或位功能組中的值，并可像變量一樣對其進行實時觀察，從而無需位掩碼這種容易讓人困惑而且容易出錯的方法。位字段還可在簡化編程的同時支持完整的器件存取，因此對經驗豐富的MCU編程人員也極具吸引力。

再進一步，外設API驅動器有助于用戶通過簡單的函數(shù)調用對外設進行編程。例如，通過調用函數(shù)，再向其提供周期、工作循環(huán)以及通道數(shù)等參數(shù)，就可完成PWM的初始化與設置。這些外設API驅動器可為嵌入式編程新手提供更簡單的接口（也可為PC軟件開發(fā)人員提供熟悉的函數(shù)調用接口）。

最后，完整的基準框架可幫助新用戶實現(xiàn)其應用的跨越式起步，無需擔心包括任務管理與GPIO映射在內的設置代碼問題。

上述四級相結合，再加上四級之間的移動功能，編程人員能夠迅速實施簡單的函數(shù)，同時還可全面發(fā)揮C2000以控制為導向的外設的優(yōu)勢（圖1）。

圖1：具有不同背景與愛好的編程人員可通過controlSUITE軟件支持的4個硬件抽象層根據(jù)自己的方式進行C2000 MCU編程。

每個設計步驟的模塊化軟件

MCU評估套件將配套提供示例軟件，幫助用戶啟動設計工作。不過，工程師通常要走出其專業(yè)技術領域之外為其項目添加特性與智能性，因此簡單的示例軟件是不夠的。從評估示例到器件庫，乃至應用開發(fā)的整個設計過程都需要軟件。希望添加語音識別或影像處理功能的開發(fā)人員可能并不具備豐富的FET經驗。設計機器臂（robotic arm）的機械工程師可能對數(shù)字電機控制也不具備什么經驗。要想學習信號處理或控制算法可能需要大量的時間。

controlSUITE軟件可提供每個步驟所需的解決方案。完整系列的評估示例可作為開發(fā)工作的起點。這些示例展示了位字段與HAL的API庫。

豐富的庫集合可為工程師提供一系列配套使用的基礎代碼。MCU 供應商將提供基本的數(shù)學和幾何學函數(shù)庫，然而controlSUITE軟件并不限于這些基礎代碼。controlSUITE軟件作為傳承了 32位管線C28x內核強大數(shù)學處理功能的 MCU 產品系列，還包含DSP庫以及FET與濾波器算法。

特別值得一提的是，IQMath是一種對C2000編程人員極為有用的庫。IQMath本身就是一個庫和編譯器，可幫助您在您的庫中選擇哪些數(shù)位為整數(shù)（I），哪些為商（Q），從而選擇不同的范圍與分辨率。它還允許用戶以浮點格式編寫C函數(shù)，而不用處理定點縮放的問題，并且編譯器能解決所有其它問題。此外，IQ Math中的代碼編寫還可為定點MCU或浮點MCU編譯統(tǒng)一的源集，從而實現(xiàn)不同器件之間的移植。

最后，應用庫可提供作為不同系統(tǒng)基礎的構建塊。controlSUITE中的應用庫不但包含如電機控制與功率轉換等應用系統(tǒng)常見的基本元素，并可將其置于一組模塊化函數(shù)和宏中，而且還配套提供了文檔及理論。全新系統(tǒng)的實施就像輸入輸出的連接一樣簡單。例如，數(shù)字電機控制庫包含近30個宏，如變換式、估計式、控制算法以及外設驅動器等。

controlSUITE軟件所提供的這些模塊使開發(fā)人員能夠縮短實施基礎元素所需的時間（圖2），幫助他們集中精力進行差異化開發(fā)，提高產品競爭力。

圖 2：controlSUITE可提供該方法每個步驟所需的模塊化軟件。

代碼效率

努力降低污染或延長電池使用壽命可大幅提升效率。軟件和硬件在提升系統(tǒng)效率的過程中都發(fā)揮著極其重要的作用。我們非常重視硬件效率，當然也希望軟件同樣能提升效率。

controlSUITE中的數(shù)學與DSP庫包含針對不同類型處理器（定點、浮點以及Piccolo具有革命性突破的控制律加速器（CLA）等）優(yōu)化的不同集。此外，應用庫是從基礎構建的，可最大限度地縮短執(zhí)行時間。例如，controlSUITE軟件包含可轉換成宏格式的數(shù)字電機控制庫，在該庫中，庫模塊在編譯時被宏調用替代。這種架構可消除有關傳統(tǒng)庫環(huán)境切換所占用的工作循環(huán)，不僅提升了效率，而且還可為系統(tǒng)支持函數(shù)或工業(yè)標準的實施預留更多的空間。

演示系統(tǒng)與開發(fā)系統(tǒng)

對應用系統(tǒng)關注的提升為設計人員帶來了新的問題，演示系統(tǒng)和參照設計可證明概念，但要采用這些設計方案，并使其通過不同的設置工作，則極為困難，有時甚至是不可能的。例如，許多現(xiàn)有套件都可提供能夠全面工作的高級電機控制閉環(huán)設計，但采用這些套件進行定制系統(tǒng)時都需要進行大量的修改，使用和調試不同拓撲上的不同電機。

C2000應用套件是從頭重新設計的，是全面的開發(fā)套件。該硬件包含可重復使用或修改的模塊。材料清單、原理圖以及布局均針對用戶免費提供，并可根據(jù)需要進行使用和改進。就軟件而言，所有controlSUITE套件都采用漸進型構建系統(tǒng)，用戶可通過該系統(tǒng)從簡到難啟動設計工作，隨著開發(fā)工作的推進慢慢添加更多的組件。

讓我們深入了解一下C2000雙通道電機控制和PFC套件的軟件。該套件不僅可演示無傳感器的磁場定向電機控制，而且還可通過五個構建級演示該軟件，指導用戶完成系統(tǒng)設計。構建級1實施最小化系統(tǒng)檢查，確認系統(tǒng)中斷的工作并驗證Inverse Park、Space Vector以及PWM驅動器模塊所生成波形的正確。構建級2可在添加偏移補償和Clarke/Park轉換的同時，驗證模數(shù)轉換與相位電壓的計算。在構建級3中，我們可添加真實PID模塊，并可驗證dq軸的電流調節(jié)。而后，構建級4包括轉子位置估算與速度估算模塊。最后，構建級5可通過使用所測量的速度作為反饋，來關閉速度環(huán)路，從而完成整個系統(tǒng)（圖3）。

圖 3：五級漸進型構建系統(tǒng)從簡單PWM波形驗證到閉環(huán)電機控制系統(tǒng)上無傳感器磁場定向控制的發(fā)展過程。

這種設置配合全面的文檔和理論，可創(chuàng)建便于快速學習應用、加快不同系統(tǒng)修改以及簡化調試的套件。

簡化工作

在零售軟件與消費類電子領域，我們非常重視用戶體驗。不過，這個術語以前很少在MCU或DSP軟件應用中提及。嵌入式編程人員習慣于MCU軟件開發(fā)的高復雜性，但這可能會給編程新手帶來巨大的障礙。怎么才能知道獲得了全部元素？怎么才能保持最新？怎么使源代碼進入庫中？controlSUITE軟件通過集中的軟件管理消除了上述問題和擔憂。所有C2000軟件均可通過統(tǒng)一的網站和安裝程序顯示，并可免費下載。通過安裝程序，客戶可了解軟件包之間的相關性，確保所有所需組件的下載和安裝。最后，controlSUITE軟件還能幫助用戶通過下載更新保持最新，并可通過設置自動檢查軟件的新版本。

展望未來

controlSUITE經過精心設計，可提供能夠加速實時控制應用設計的所有必要內容以及內容管理功能，幫助工程師根據(jù)不同的愛好和經驗水平高度靈活地進行開發(fā)。多層HAL允許用戶采用其最方便的方法對MCU進行編程。豐富的庫集可縮短開發(fā)基礎元素所需的時間。全面的應用開發(fā)套件則可加速學習與實施進程。綜上所述，這些組件可為具有不同背景的所有編程人員創(chuàng)建一個更加順暢的工作體驗。