双核(DSP和MCU)-工业控制中的应用 SH99F100是一款双核(DSP和MCU)芯片，适用于工业控制场合，如电机调速、变频电源等。MCU可以用来处理开关量、输入输出以及通讯，而DSP只需专注于控制算法的运算。 DSP的架构由三个并行的计算单元(ALU，MAC，SHIFTER)、两个独立的地址发生器(DAG)和一个强大的程序序列发生器(PSQ)组成。计算单元提供了所有处理器能够提供的计算功能，包括单周期乘/累加，位操作，移位操作等。双数据地址发生器使得处理器能够在一个周期内从两个数据存储区(Data Memory和Program Memory)同时取出两个数据。程序序列发生器实现了所有指令的单周期操作，快速的中断响应以及嵌套的非CPU干预的循环。16位的PWM模块、正交编码接口(QEI)与14位的流水线型ADC与运算放大器(OP)作为DSP核的内部外设，能够方便地实现多种工业控制算法。 MCU核是一种高速高效率8051兼容核，在同样的振荡频率下，较之传统的8051芯片具有运行更快速，性能更优越的特性，其资源有内置256字节SRAM，外部3840字节SRAM，3个16位定时器和3个外部中断，同时还集成了2个增强型UART，1个SPI接口。 双核结构：16位增强型DSP+8位MCU DSP及其外设：

▲CPU - 最大100MIPS，16位宽度数据总线 - 单周期同步执行16位MAC和存取操作 - 32级桶形移位器 - 单周期执行“取双操作数”和“取指令”

▲片上存储器 - 64K X 8bits Flash作为DSP的非易失性存储器 - 16K X 24bits SRAM作为DSP运行程序的Code Memory - 6K X 16bits SRAM作为DSP的Data Memory - 512 X 16bits SRAM作为通讯数据存储器(位于DM区) - 2K X 16bits SRAM作为DSP的Program Memory(位于PM区)

▲脉冲宽度调制(PWM)模块 - 6路(3对)16位PWM输出 - 3种时基计数模式：单事件模式、边沿对齐模式与中心对齐模式 - 每对PWM提供2种输出模式：互补输出和独立输出 - PWM输出有效极性选择

死区产生逻辑 - 自动更新周期、占空比、输出极性以及ADC触发时刻 - 5个保护输入引脚 - 每个保护输入引脚上的Debounce时间可设置为八档(0ms - 16ms) - 后分频系数

▲正交编码器接口(QEI) - QEA，QEB，Index三路信号输入 - 16位增/减双向位置计数器 - 5种可屏蔽中断：计数器重载/Index信号中断;Index信号发生错误中断;QEA/B输入信号相位错误中断;测速定时器溢出中断;测速定时器捕捉中断

▲2 X 8通道14位模数转换器(ADC) - 10MSPS转换速率 - 两路同步并行采样模式、两路独立顺序采样模式与单序列顺序采样模式

▲4个16位定时器DTImer0/1/2/3

▲3个外部中断DXINT0/1/2

▲1个JTAG接口实现DSP的仿真调试

▲4个输入捕捉功能引脚 - 使用DTImer2/3之一作为时基 - 2级FIFO缓冲器 - 捕捉事件可设置为上升沿、下降沿、上升/下降沿 - 输入分频/滤波设置

▲3路输出比较引脚 - 使用DTImer3/2之一作为时基 - 单次比较模式、双比较模式、边沿对齐PWM输出模式

▲2个运算放大器 MCU及其外设：

▲CPU - 基于8051指令流水线结构的8位单片机 - 最大工作频率16MHz，CISC指令集

▲片上存储器 - 64KBytes Flash - 4KBytes SRAM - 1K X 8bits Flash作为ISP程序存储器

▲56个CMOS双向I/O管脚(功能复用)，内建输入上拉电阻

▲SPI接口(主/从模式)

▲2个增强型UART

▲3个16位定时器TImer0/1/2

▲3个外部中断INT0/1/2

▲8通道10位逐次逼近型模数转换器(ADC)

▲3路12位脉冲宽度调制(PWM)输出 1个JTAG接口实现MCU的仿真调试

▲工作电压：VDD = 2.7 - 5.5V

▲停振检测 - 外部晶振失效后切换至内部RC作为系统频率并产生中断

▲ISP功能

▲看门狗定时器(WDT)

▲低电压复位LVR

▲封装：LQFP100