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自恩智浦 56F81xxx 数字信号控制器（DSC）系列发布以来，就以其极高的性价比而收货了大量用户和代理商的关注。目前，56F81xxx 系列终于正式量产啦！56F81xxx 系列在产品配置提升的同时，依然保持了非常有竞争力的价格，并提供了很多的差异化设计，可以说是对 32 位 DSC 产品线的一次重要补强。
32 位 DSC 产品系列
延续 DSC 产品一贯的特点，56F81xxx 系列采用 NXP 自有的 32 位 DSP 内核，并在存储和外设的配置上相对于已量产的 56F82xxx、83xxx 和 84xxx 系列做了很多差异化处理和提升。
56F81xxx 系列的配置如下：
- 主频 100MHz 的 32 位 DSP 内核
- 最高 128KB 的 Flash 存储， 最高 20KB 的 RAM 存储
- 两个独立 12 位 ADC，每个 ADC 采样频率高达 1.6M 次采样每秒，并支持两个 ADC 并行采样
- 四个模拟比较器，每个比较器自带 8 位内置 DAC 提供参考源
- 一个 12 位 DAC，支持自动波形生成
- 两个独立运放，支持外部增益模式或内部 PGA 模式，PGA 模式下最高 16 倍增益
- 8 通道高精度 PWM 波输出，精度可高达 312 皮秒
- 数字签名算法安全子系统（digital signature algorithm security subsystem， DSASS）
- 温度范围 -40 到 105 度室温（-40 到 125 度型号正在开发）
- 64LQFP 和 48LQFP 封装
这里，56F81xxx 系列是第一个集成了运放和安全子系统的 DSC 产品，可以说 56F81xxx 系列将 DSC 产品的集成度和安全性都提升到了新的高度。
此外，56F81xxx 系列也将是第一个配备 MCUXpresso SDK 和 Config tools 图形化配置工具的 DSC 产品（同时支持 56F83xxx 系列）。MCUXpresso SDK 和 Config tools 是 NXP 自有的 SDK 软件包和 GUI 配置工具，目前已经广泛应用在 Kinetis、LPC 和 i.MX RT 等基于 ARM 内核的产品上，使用起来非常的方便、快捷，受到了很多用户的好评。这些工具对 DSC 的支持将大幅度提升 DSC 产品的易用度、便捷性和可移植性。
目前 56F81xxx 系列已经正式量产，官网已开放样片申请，详细信息请访问 nxp.com/MC56F81xxx
56F81 系列框图
配置和可选型号
下表将 56F81xxx 系列产品与目前已经量产的 56F82xxx、83xxx 和 84xxx 系列做了一个横向对比，其中，红色字体表示相对于 56F82xxx 系列所做的增强。可以看到，相对于已经量产的 56F82xxx 系列，56F81xxx 系列可提供更大的 Flash 和 RAM 选项，提供了更快的 ADC 速度，并集成了一些新的外设如运算放大器和安全机密子模块。此外，需要注意的一个差异是 56F81xxx 系列不提供 CAN 接口以及不支持 5V 耐压 IO，因此，需要这两项特性的用户就需要在其它 DSC 产品上进行选型了。
32 位 DSC 产品对比
下表列举了 56F81xxx 系列的所有可选型号。注意，这里仅列举了已经量产的 -40 到 105℃温度范围的料号，目前 -40 到 125℃温度范围的产品正在开发中，预计明年上市。
56F81 系列可选型号和配置
注：恩智浦根据用户具体需求，还可以提供 32LQFP 以及 32QFN 封装料号
目标应用
一直以来，DSC 产品在电机控制和电源转换领域的应用都非常广泛，56F81xxx 系列的出现进一步完善了 DSC 产品线，为电机和电源用户提供了更多的选择。
56F81xxx 系列的目标应用有很多，在电机领域，常见的如大家电电机，包括洗衣机电机，冰箱压缩机和空调外机等都可以通过 56F81xxx 系列进行驱动；在工业电机领域，很多工业步进和伺服电机都可以通过 56F81xxx 系列进行驱动；一些常见的水 / 油泵、电动工具和风机等也可以通过 56F81xxx 系列进行控制；常见的电机类型涵盖了 BLDC 电机、永磁同步电机、交流异步电机和磁阻电机等等，其 100MHz 的主频以及 DSP 内核的强大性能可完美支持方波控制、正弦波控制、无感控制等常见控制算法。
在电源领域，56F81xxx 系列可广泛应用在多种电源应用中，常见的如服务器电源、通信 4G/5G 电源、充电桩、车载充电器、各种类型的太阳能逆变器、UPS 等应用；其 100MHz 的主频和高精度 PWM 脉冲可完美支持多种多样的一次侧和二次侧应用；DSC 控制器的另一个优势是可以实现灵活的拓扑结构，高性能 DSC 可灵活支持客户所需的拓扑结构。
56F81xxx 系列典型应用
集成运放
如前文所述，56F81xxx 系列是第一个集成了运算放大器的 DSC 产品。参考 56F81xxx 系列数据手册可以看到，该运放支持最大 8MHz 的增益带宽，典型条件下的输入偏置仅为 1.5mV，可以说满足了大部分电机和电源应用中的电压和电流采样需求，因此，用户可以通过集成运放来代替目前 PCB 上的分立运放芯片，降低 BOM 成本。
此外，集成运放还支持低功耗模式，当运放不需要高速运行时，可以将运放配置在低功耗模式来节省功耗，低功耗模式下运放仅消耗 0.1mA 的电流。
此外，集成运放也支持多种工作模式，在外部增益模式下，运放在芯片内部处于开环模式，外围电路需要用户自己来搭建，该模式的优势是用户可以灵活的实现各种增益和各种拓扑的运放电路，缺点是比较费管脚。
在 PGA 模式下，运放的内部增益电路被启用，可配置成为 2/4/8/16 倍增益，该模式的优点是节省管脚，输入仅需一个引脚，缺点是不够灵活。
此外，集成运放也支持电压跟随模式，可应用于一些板载电压隔离需求。
用户可根据自己应用的实际情况来选择需要采用的运放模式。
集成运放工作模式
安全加密子模块
56F81xxx 系列也是第一个集成了安全加密子模块 DSASS 的 DSC 产品，该安全加密子模块集成了常见数字签名应用中所需的硬件模块，包括硬件哈希，硬件椭圆曲线加密（ECC）以及真随机数发生器（TRNG），通过这些硬件加密模块可以有效地在应用中实现数据的安全验证，常见的应用包括数字签名、安全启动以及安全固件升级等。
下图所示是一个常见的数字签名和验证的流程，一般情况下，关键数据在签名方通过哈希运算来提取摘要，然后通过加密算法和私钥生成签名，在验证方通过公钥和加密算法进行验证，并通过解哈希运算对数据进行验证。56F81xxx 系列通过 DSASS 模块既可以作为签名方加密引擎，也可作为验证方加密引擎。
该加密模块可通过调用 ROM API 来使用，具体信息需参考模块参考手册。
典型数字签名流程
开发工具
在开发板方面，56F81xxx 系列与 56F83xxx 系列一致，也采用了双开发板配置，即低压板 MC56F81000-EVK 和高压板 HVP-56F81768。
其中，MC56F81000-EVK 自带 OpenSDA 板载调试器，用户仅需要一台 PC 和 USB 线即可调试板子。该 EVK 板可与 FRDM 系列 BLDC 或者 PMSM 的电机驱动板进行搭配使用，来进行电机控制的原型设计。
MC56F81000-EVK 开发板和配套硬件
HVP-56F81768 控制子卡可以与 HVP 高压驱动板配合使用，对高压应用进行原型设计，可支持 PMSM、BLDC 和 ACIM 电机控制和 PFC 等原型设计。
同时，56F81 系列也是第一个获得 MCUXpresso SDK 和 Config tools 工具支持的 DSC 产品。其中 SDK 采用了多层次设计，最底层包括低层驱动和外设驱动模块，中间为协议栈和 Middleware 和 EVK 板支持，最上层为应用层代码和样例。对于 56F81 系列，SDK 支持的开发板为 MC56F81000-EVK。
Middleware 包含了丰富的中间件模块，包括电机和电源算法库，FreeMaster 调用 API，功能安全库，以及协议栈等。
Config tools 则支持图形化配置时钟、管脚分配、系统配置和外设配置的功能，通过 Config tools 工具可快速直观的完成系统配置并生成初始化代码，便于用户快速上手。
此外，对于 56F81 系列 NXP 也提供了典型应用的参考设计，并提供完整的应用笔记和参考代码，具体请参考 “图腾柱无桥 PFC 设计” 和 “LLC 谐振转换器设计”。
下载ECAD模型
