TMS320F28377D DSP CPU1, CPU2 멀티코어 사용법 : Bitfield 구조 활용 예제 코드

1. TMS320F28377D 멀티코어 아키텍처 개요

TI의 TMS320F28377D는 C2000 Delfino 시리즈의 32비트 마이크로컨트롤러로, 듀얼 코어(CPU1, CPU2)를 지원하여 고성능 병렬 처리가 가능합니다. 각 코어는 독립적인 연산 장치, 메모리, 인터럽트 컨트롤러를 가지며, IPC(Inter-Processor Communication)를 통해 상호 통신합니다. 이 문서에서는 CPU1과 CPU2의 설정 방법, Bitfield 구조를 활용한 IPC 설정, 그리고 실용적인 예제 코드를 제공하여 멀티코어 프로그래밍을 쉽게 이해하고 활용할 수 있도록 돕겠습니다.

1.1 주요 사양

코어: CPU1, CPU2 (각각 200MHz, 독립 FPU 및 VCU 포함)
메모리:
- 공유 RAM(S0, S1): CPU1과 CPU2 간 데이터 교환
- 로컬 RAM: 각 CPU 전용 메모리
- 플래시: 최대 1MB, CPU1에서 주로 관리
IPC:
- 메시지 RAM: 데이터 및 명령 전송
- 인터럽트: IPC 플래그 및 명령 인터럽트
- 메모리 액세스: CPU1 ↔ CPU2 간 메모리 공유 설정
주변 장치: CAN, SPI, I2C, ADC 등, CPU1 또는 CPU2에 할당 가능
인터럽트: 각 CPU별 PIE(Peripheral Interrupt Expansion) 지원
저전력 모드: 유휴(idle) 및 대기(standby) 모드

2. 멀티코어 설정 및 IPC Bitfield 상세

멀티코어 설정은 F2837xD_ipc.h 헤더 파일을 통해 Bitfield 구조로 접근합니다. 주요 레지스터는 다음과 같습니다:

2.1 IPC 레지스터

IPCCMD: IPC 명령 레지스터
- bit.TASK: 작업 ID 설정
- bit.DATA: 데이터 전송
IPCSTS: IPC 상태 레지스터
- bit.IPCFx: 플래그 상태 (x=0~31)
- bit.IPCBUSY: IPC 작업 진행 상태
IPCACK: 인터럽트 확인 레지스터
- bit.IPCFx: 플래그 클리어
IPCSENDCOM: 송신 명령 레지스터
- bit.COMMAND: 전송할 명령
IPCRECVCOM: 수신 명령 레지스터
- bit.COMMAND: 수신된 명령

2.2 메모리 제어

MEMCFG: 메모리 설정 레지스터
- bit.GSxMSEL: 공유 RAM 소유권 (0: CPU1, 1: CPU2)
- bit.LSxMSEL: 로컬 RAM 소유권
ACCESS: 메모리 액세스 권한
- bit.CPUxWR: 쓰기 권한
- bit.CPUxRD: 읽기 권한

3. 멀티코어 설정 절차

멀티코어 환경을 설정하려면 다음 단계를 따릅니다:

시스템 초기화:
- CPU1: InitSysCtrl()로 시스템 클럭 및 PLL 초기화
- CPU2: CPU1에서 부팅 명령 전송 후 초기화
메모리 설정:
- MEMCFG로 공유 RAM 소유권 설정
- 필요 시 ACCESS로 읽기/쓰기 권한 설정
IPC 초기화:
- CPU1과 CPU2 간 IPC 플래그 및 인터럽트 설정
- IPCSENDCOM/IPCRECVCOM으로 명령 교환
주변 장치 할당:
- 특정 주변 장치(CAN, ADC 등)를 CPU1 또는 CPU2에 할당
인터럽트 설정:
- 각 CPU의 PIE 벡터 테이블 초기화
- IPC 인터럽트 활성화 (예: IPC0_INT)
프로그램 실행:
- CPU1: 메인 애플리케이션 실행
- CPU2: CPU1의 명령 수신 후 작업 수행

4. 멀티코어 설정 고려사항

메모리 충돌: 공유 RAM 액세스 시 소유권 명확히 설정
IPC 동기화: 플래그 및 인터럽트를 활용한 동기화 필수
부팅 순서: CPU1이 CPU2 부팅 제어
주변 장치 공유: 동일 장치를 두 코어에서 동시에 사용 금지
디버깅: CPU1과 CPU2의 CCS 프로젝트 분리

5. 실용적인 멀티코어 예제 코드 (Bitfield 구조)

아래는 TMS320F28377D의 CPU1과 CPU2를 활용한 네 가지 예제 코드입니다. 각 코드는 Code Composer Studio(CCS)와 C2000Ware 환경에서 실행 가능합니다.

5.1 예제 1: CPU1 → CPU2 데이터 전송 (IPC 활용)

CPU1 코드

// File: cpu1_ipc_transmit.c
// Description: TMS320F28377D CPU1에서 CPU2로 데이터 전송 예제 (Bitfield 구조)
// Compiler: Code Composer Studio (TI C2000 Compiler)
// Target: TMS320F28377D CPU1

#include "F28x_Project.h"

void main(void) {
    // 시스템 초기화
    InitSysCtrl(); // 시스템 클럭 및 PLL 초기화
    DINT; // 모든 인터럽트 비활성화
    InitPieCtrl(); // PIE 초기화
    IER = 0x0000; // CPU 인터럽트 비활성화
    IFR = 0x0000; // 대기 중인 인터럽트 플래그 지우기
    InitPieVectTable(); // PIE 벡터 테이블 초기화

    // GPIO 설정
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO31 = 1; // GPIO31을 출력(LED)으로 설정
    GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO31 = 1; // LED 켜기
    EDIS;

    // 공유 RAM 설정
    EALLOW;
    MemCfgRegs.GS0MSEL.bit.GS0MSEL = 0; // GS0 RAM을 CPU1 소유로 설정
    MemCfgRegs.GS0ACCPROT0.bit.CPU2WR = 1; // CPU2 쓰기 허용
    MemCfgRegs.GS0ACCPROT0.bit.CPU2RD = 1; // CPU2 읽기 허용
    EDIS;

    // CPU2 부팅
    EALLOW;
    IpcRegs.IPCSENDCOM = 0x0001; // CPU2 부팅 명령
    IpcRegs.IPCSENDFLAG.bit.IPCF0 = 1; // IPC 플래그 0 설정
    EDIS;

    // 공유 RAM에 데이터 쓰기
    Uint16 *sharedRam = (Uint16 *)0x0003F800; // GS0 RAM 주소
    sharedRam[0] = 0x1234; // 데이터 쓰기
    sharedRam[1] = 0x5678;

    // CPU2에 데이터 전송 요청
    EALLOW;
    IpcRegs.IPCSENDCOM = 0x0002; // 데이터 전송 명령
    IpcRegs.IPCSENDFLAG.bit.IPCF1 = 1; // IPC 플래그 1 설정
    EDIS;

    for(;;) {
        if (IpcRegs.IPCRECVFLAG.bit.IPCF2) { // CPU2 응답 확인
            GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIO31 = 1; // LED 토글
            EALLOW;
            IpcRegs.IPCACK.bit.IPCF2 = 1; // 플래그 클리어
            EDIS;
        }
    }
}

CPU2 코드

// File: cpu2_ipc_receive.c
// Description: TMS320F28377D CPU2에서 CPU1 데이터 수신 예제 (Bitfield 구조)
// Compiler: Code Composer Studio (TI C2000 Compiler)
// Target: TMS320F28377D CPU2

#include "F28x_Project.h"

__interrupt void ipc0_isr(void) {
    if (IpcRegs.IPCRECVCOM == 0x0002) { // 데이터 전송 명령 확인
        Uint16 *sharedRam = (Uint16 *)0x0003F800; // GS0 RAM 주소
        if (sharedRam[0] == 0x1234 && sharedRam[1] == 0x5678) {
            IpcRegs.IPCSENDFLAG.bit.IPCF2 = 1; // 응답 플래그 설정
        }
    }
    IpcRegs.IPCACK.bit.IPCF1 = 1; // 플래그 클리어
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; // PIE 그룹 1 ACK
}

void main(void) {
    // 시스템 초기화
    InitSysCtrl(); // 시스템 클럭 및 PLL 초기화
    DINT; // 모든 인터럽트 비활성화
    InitPieCtrl(); // PIE 초기화
    IER = 0x0000; // CPU 인터럽트 비활성화
    IFR = 0x0000; // 대기 중인 인터럽트 플래그 지우기
    InitPieVectTable(); // PIE 벡터 테이블 초기화

    // 인터럽트 벡터 설정
    EALLOW;
    PieVectTable.IPC0_INT = &ipc0_isr; // IPC0 인터럽트 벡터 설정
    EDIS;

    // 인터럽트 활성화
    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx9 = 1; // PIE 그룹 1, IPC0 인터럽트 활성화
    IER |= M_INT1; // CPU 인터럽트 1 활성화
    EINT; // 글로벌 인터럽트 활성화

    // CPU1 부팅 명령 대기
    while (!IpcRegs.IPCRECVFLAG.bit.IPCF0); // 플래그 0 대기
    EALLOW;
    IpcRegs.IPCACK.bit.IPCF0 = 1; // 플래그 클리어
    EDIS;

    for(;;); // 무한 루프
}

설명:

기능: CPU1에서 공유 RAM(GS0)을 통해 CPU2로 데이터(0x1234, 0x5678) 전송, CPU2는 데이터를 확인하고 응답
설정: IPC 플래그 및 인터럽트 활용, GS0 RAM에 CPU2 읽기/쓰기 권한 부여
GPIO: CPU1에서 GPIO31(LED)으로 동작 상태 표시
출력: 데이터 수신 성공 시 CPU1의 LED 토글

5.2 예제 2: CPU1과 CPU2 병렬 작업 (CAN 제어)

CPU1 코드

// File: cpu1_can_transmit.c
// Description: TMS320F28377D CPU1에서 CAN 송신 및 CPU2 제어 예제 (Bitfield 구조)
// Compiler: Code Composer Studio (TI C2000 Compiler)
// Target: TMS320F28377D CPU1

#include "F28x_Project.h"

void main(void) {
    // 시스템 초기화
    InitSysCtrl(); // 시스템 클럭 및 PLL 초기화
    DINT; // 모든 인터럽트 비활성화
    InitPieCtrl(); // PIE 초기화
    IER = 0x0000; // CPU 인터럽트 비활성화
    IFR = 0x0000; // 대기 중인 인터럽트 플래그 지우기
    InitPieVectTable(); // PIE 벡터 테이블 초기화

    // GPIO 설정
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO8 = 2; // GPIO8을 CANRXA로 설정
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO10 = 2; // GPIO10을 CANTXA로 설정
    GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO31 = 1; // GPIO31을 출력(LED)으로 설정
    GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO31 = 1; // LED 켜기
    EDIS;

    // CANA 클럭 활성화
    EALLOW;
    CpuSysRegs.PCLKCR0.bit.CAN_A = 1; // CANA 모듈 클럭 활성화
    EDIS;

    // CAN 초기화
    EALLOW;
    CanARegs.CAN_CTL.bit.INIT = 1; // 초기화 모드 진입
    CanARegs.CAN_CTL.bit.CCE = 1; // 비트 타이밍 설정 허용
    CanARegs.CAN_BTR.bit.BRP = 9; // 보드레이트 프리스케일러 (1Mbps @ 200MHz)
    CanARegs.CAN_BTR.bit.TSEG1 = 13; // TSEG1 = 14
    CanARegs.CAN_BTR.bit.TSEG2 = 4; // TSEG2 = 5
    CanARegs.CAN_BTR.bit.SJW = 3; // SJW = 4
    CanARegs.CAN_CTL.bit.CCE = 0; // 비트 타이밍 설정 완료
    EDIS;

    // 메일박스 1 설정 (송신)
    CanARegs.CAN_IF1CMD.bit.Arb = 1; // Arbitration 필드 설정
    CanARegs.CAN_IF1CMD.bit.Control = 1; // 제어 필드 설정
    CanARegs.CAN_IF1CMD.bit.Data_A = 1; // 데이터 A 설정
    CanARegs.CAN_IF1CMD.bit.Data_B = 1; // 데이터 B 설정
    CanARegs.CAN_IF1ARB.bit.MsgVal = 1; // 메일박스 유효
    CanARegs.CAN_IF1ARB.bit.Xtd = 0; // 표준 11비트 ID
    CanARegs.CAN_IF1ARB.bit.ID = 0x123; // CAN ID
    CanARegs.CAN_IF1ARB.bit.Dir = 1; // 송신
    CanARegs.CAN_IF1MCTL.bit.DLC = 8; // 데이터 길이 8바이트
    CanARegs.CAN_IF1DATA.bit.Data_0 = 0x11; // 데이터 바이트
    CanARegs.CAN_IF1DATA.bit.Data_1 = 0x22;
    CanARegs.CAN_IF1DATA.bit.Data_2 = 0x33;
    CanARegs.CAN_IF1DATA.bit.Data_3 = 0x44;
    CanARegs.CAN_IF1DATB.bit.Data_4 = 0x55;
    CanARegs.CAN_IF1DATB.bit.Data_5 = 0x66;
    CanARegs.CAN_IF1DATB.bit.Data_6 = 0x77;
    CanARegs.CAN_IF1DATB.bit.Data_7 = 0x88;
    CanARegs.CAN_IF1CMD.bit.Mask = 0; // 마스크 비활성화
    CanARegs.CAN_IF1CMD.bit.TXrqst = 1; // 송신 요청
    CanARegs.CAN_IF1CMD.bit.Busy = 1; // 전송 시작
    CanARegs.CAN_IF1CMD.bit.MSG_NUM = 1; // 메일박스 1

    // 공유 RAM 설정
    EALLOW;
    MemCfgRegs.GS0MSEL.bit.GS0MSEL = 0; // GS0 RAM을 CPU1 소유로 설정
    MemCfgRegs.GS0ACCPROT0.bit.CPU2WR = 1; // CPU2 쓰기 허용
    MemCfgRegs.GS0ACCPROT0.bit.CPU2RD = 1; // CPU2 읽기 허용
    EDIS;

    // CPU2 부팅
    EALLOW;
    IpcRegs.IPCSENDCOM = 0x0001; // CPU2 부팅 명령
    IpcRegs.IPCSENDFLAG.bit.IPCF0 = 1; // IPC 플래그 0 설정
    EDIS;

    // CAN 정상 모드
    CanARegs.CAN_CTL.bit.INIT = 0; // 정상 모드 진입

    for(;;) {
        // CPU2에 CAN 송신 상태 전송
        Uint16 *sharedRam = (Uint16 *)0x0003F800; // GS0 RAM 주소
        sharedRam[0] = CanARegs.CAN_ES.bit.TXOK; // 송신 상태 저장
        EALLOW;
        IpcRegs.IPCSENDCOM = 0x0002; // 상태 전송 명령
        IpcRegs.IPCSENDFLAG.bit.IPCF1 = 1; // IPC 플래그 1 설정
        EDIS;
    }
}

CPU2 코드

// File: cpu2_can_status.c
// Description: TMS320F28377D CPU2에서 CPU1의 CAN 송신 상태 확인 예제 (Bitfield 구조)
// Compiler: Code Composer Studio (TI C2000 Compiler)
// Target: TMS320F28377D CPU2

#include "F28x_Project.h"

__interrupt void ipc0_isr(void) {
    if (IpcRegs.IPCRECVCOM == 0x0002) { // 상태 전송 명령 확인
        Uint16 *sharedRam = (Uint16 *)0x0003F800; // GS0 RAM 주소
        if (sharedRam[0] == 1) { // CAN 송신 성공 확인
            GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIO31 = 1; // LED 토글
        }
    }
    IpcRegs.IPCACK.bit.IPCF1 = 1; // 플래그 클리어
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; // PIE 그룹 1 ACK
}

void main(void) {
    // 시스템 초기화
    InitSysCtrl(); // 시스템 클럭 및 PLL 초기화
    DINT; // 모든 인터럽트 비활성화
    InitPieCtrl(); // PIE 초기화
    IER = 0x0000; // CPU 인터럽트 비활성화
    IFR = 0x0000; // 대기 중인 인터럽트 플래그 지우기
    InitPieVectTable(); // PIE 벡터 테이블 초기화

    // GPIO 설정
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO31 = 1; // GPIO31을 출력(LED)으로 설정
    GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO31 = 1; // LED 켜기
    EDIS;

    // 인터럽트 벡터 설정
    EALLOW;
    PieVectTable.IPC0_INT = &ipc0_isr; // IPC0 인터럽트 벡터 설정
    EDIS;

    // 인터럽트 활성화
    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx9 = 1; // PIE 그룹 1, IPC0 인터럽트 활성화
    IER |= M_INT1; // CPU 인터럽트 1 활성화
    EINT; // 글로벌 인터럽트 활성화

    // CPU1 부팅 명령 대기
    while (!IpcRegs.IPCRECVFLAG.bit.IPCF0); // 플래그 0 대기
    EALLOW;
    IpcRegs.IPCACK.bit.IPCF0 = 1; // 플래그 클리어
    EDIS;

    for(;;); // 무한 루프
}

설명:

기능: CPU1에서 CAN 메시지 송신, CPU2는 IPC를 통해 송신 상태 확인
설정: CPU1에서 CANA 모듈로 1Mbps 송신, 공유 RAM으로 상태 전송
GPIO: CPU1에서 CAN 핀(GPIO8, GPIO10)과 LED(GPIO31), CPU2에서 LED(GPIO31)
출력: CAN 송신 성공 시 CPU2의 LED 토글

5.3 예제 3: CPU1과 CPU2 간 ADC 데이터 공유

CPU1 코드

// File: cpu1_adc_share.c
// Description: TMS320F28377D CPU1에서 ADC 데이터 수집 및 CPU2로 전송 예제 (Bitfield 구조)
// Compiler: Code Composer Studio (TI C2000 Compiler)
// Target: TMS320F28377D CPU1

#include "F28x_Project.h"

void main(void) {
    // 시스템 초기화
    InitSysCtrl(); // 시스템 클럭 및 PLL 초기화
    DINT; // 모든 인터럽트 비활성화
    InitPieCtrl(); // PIE 초기화
    IER = 0x0000; // CPU 인터럽트 비활성화
    IFR = 0x0000; // 대기 중인 인터럽트 플래그 지우기
    InitPieVectTable(); // PIE 벡터 테이블 초기화

    // GPIO 설정
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO31 = 1; // GPIO31을 출력(LED)으로 설정
    GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO31 = 1; // LED 켜기
    EDIS;

    // ADC 설정
    EALLOW;
    CpuSysRegs.PCLKCR13.bit.ADC_A = 1; // ADC_A 클럭 활성화
    AdcaRegs.ADCCTL2.bit.PRESCALE = 6; // ADCCLK = SYSCLK/4
    AdcaRegs.ADCCTL1.bit.INTPULSEPOS = 1; // 인터럽트 펄스 위치
    AdcaRegs.ADCCTL1.bit.ADCPWDNZ = 1; // ADC 전원 활성화
    AdcaRegs.ADCSOC0CTL.bit.CHSEL = 0; // ADCINA0 채널 선택
    AdcaRegs.ADCSOC0CTL.bit.ACQPS = 14; // 샘플링 윈도우
    AdcaRegs.ADCSOC0CTL.bit.TRIGSEL = 5; // 트리거 소스 (ePWM1)
    EDIS;

    // 공유 RAM 설정
    EALLOW;
    MemCfgRegs.GS0MSEL.bit.GS0MSEL = 0; // GS0 RAM을 CPU1 소유로 설정
    MemCfgRegs.GS0ACCPROT0.bit.CPU2WR = 1; // CPU2 쓰기 허용
    MemCfgRegs.GS0ACCPROT0.bit.CPU2RD = 1; // CPU2 읽기 허용
    EDIS;

    // CPU2 부팅
    EALLOW;
    IpcRegs.IPCSENDCOM = 0x0001; // CPU2 부팅 명령
    IpcRegs.IPCSENDFLAG.bit.IPCF0 = 1; // IPC 플래그 0 설정
    EDIS;

    // ADC 데이터 수집 및 전송
    Uint16 *sharedRam = (Uint16 *)0x0003F800; // GS0 RAM 주소
    for(;;) {
        AdcaRegs.ADCSOCFRC1.bit.SOC0 = 1; // SOC0 강제 트리거
        while (!AdcaRegs.ADCINTFLG.bit.ADCINT1); // 변환 완료 대기
        sharedRam[0] = AdcaRegs.ADCRESULT0; // ADC 결과 저장
        AdcaRegs.ADCINTFLGCLR.bit.ADCINT1 = 1; // 인터럽트 플래그 클리어
        EALLOW;
        IpcRegs.IPCSENDCOM = 0x0003; // ADC 데이터 전송 명령
        IpcRegs.IPCSENDFLAG.bit.IPCF1 = 1; // IPC 플래그 1 설정
        EDIS;
        GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIO31 = 1; // LED 토글
    }
}

CPU2 코드

// File: cpu2_adc_receive.c
// Description: TMS320F28377D CPU2에서 CPU1의 ADC 데이터 수신 예제 (Bitfield 구조)
// Compiler: Code Composer Studio (TI C2000 Compiler)
// Target: TMS320F28377D CPU2

#include "F28x_Project.h"

__interrupt void ipc0_isr(void) {
    if (IpcRegs.IPCRECVCOM == 0x0003) { // ADC 데이터 전송 명령 확인
        Uint16 *sharedRam = (Uint16 *)0x0003F800; // GS0 RAM 주소
        if (sharedRam[0] > 2048) { // ADC 값이 1.65V 이상일 때
            GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIO31 = 1; // LED 토글
        }
    }
    IpcRegs.IPCACK.bit.IPCF1 = 1; // 플래그 클리어
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; // PIE 그룹 1 ACK
}

void main(void) {
    // 시스템 초기화
    InitSysCtrl(); // 시스템 클럭 및 PLL 초기화
    DINT; // 모든 인터럽트 비활성화
    InitPieCtrl(); // PIE 초기화
    IER = 0x0000; // CPU 인터럽트 비활성화
    IFR = 0x0000; // 대기 중인 인터럽트 플래그 지우기
    InitPieVectTable(); // PIE 벡터 테이블 초기화

    // GPIO 설정
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO31 = 1; // GPIO31을 출력(LED)으로 설정
    GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO31 = 1; // LED 켜기
    EDIS;

    // 인터럽트 벡터 설정
    EALLOW;
    PieVectTable.IPC0_INT = &ipc0_isr; // IPC0 인터럽트 벡터 설정
    EDIS;

    // 인터럽트 활성화
    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx9 = 1; // PIE 그룹 1, IPC0 인터럽트 활성화
    IER |= M_INT1; // CPU 인터럽트 1 활성화
    EINT; // 글로벌 인터럽트 활성화

    // CPU1 부팅 명령 대기
    while (!IpcRegs.IPCRECVFLAG.bit.IPCF0); // 플래그 0 대기
    EALLOW;
    IpcRegs.IPCACK.bit.IPCF0 = 1; // 플래그 클리어
    EDIS;

    for(;;); // 무한 루프
}

설명:

기능: CPU1에서 ADC 데이터(ADCINA0 채널) 수집 후 공유 RAM을 통해 CPU2로 전송, CPU2는 데이터 값이 1.65V(2048) 이상일 때 LED 토글
설정: CPU1에서 ADC_A 모듈 설정, IPC로 데이터 전송
GPIO: CPU1과 CPU2에서 GPIO31(LED) 사용
출력: ADC 값이 임계값 이상일 때 CPU2의 LED 토글

5.4 예제 4: CPU1 PWM 제어 및 CPU2 상태 모니터링

CPU1 코드

// File: cpu1_pwm_control.c
// Description: TMS320F28377D CPU1에서 PWM 제어 및 CPU2로 상태 전송 예제 (Bitfield 구조)
// Compiler: Code Composer Studio (TI C2000 Compiler)
// Target: TMS320F28377D CPU1

#include "F28x_Project.h"

void main(void) {
    // 시스템 초기화
    InitSysCtrl(); // 시스템 클럭 및 PLL 초기화
    DINT; // 모든 인터럽트 비활성화
    InitPieCtrl(); // PIE 초기화
    IER = 0x0000; // CPU 인터럽트 비활성화
    IFR = 0x0000; // 대기 중인 인터럽트 플래그 지우기
    InitPieVectTable(); // PIE 벡터 테이블 초기화

    // GPIO 설정
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPAMUX1.bit.GPIO0 = 1; // GPIO0을 EPWM1A로 설정
    GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO31 = 1; // GPIO31을 출력(LED)으로 설정
    GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO31 = 1; // LED 켜기
    EDIS;

    // ePWM1 설정
    EALLOW;
    CpuSysRegs.PCLKCR2.bit.EPWM1 = 1; // ePWM1 클럭 활성화
    EPwm1Regs.TBCTL.bit.CTRMODE = 0; // 업 카운트 모드
    EPwm1Regs.TBPRD = 1000; // 주기 1000 (100kHz @ 200MHz)
    EPwm1Regs.CMPA.bit.CMPA = 500; // 50% 듀티 사이클
    EPwm1Regs.AQCTLA.bit.ZRO = 2; // 제로에서 셋
    EPwm1Regs.AQCTLA.bit.CAU = 1; // CMPA에서 클리어
    EDIS;

    // 공유 RAM 설정
    EALLOW;
    MemCfgRegs.GS0MSEL.bit.GS0MSEL = 0; // GS0 RAM을 CPU1 소유로 설정
    MemCfgRegs.GS0ACCPROT0.bit.CPU2WR = 1; // CPU2 쓰기 허용
    MemCfgRegs.GS0ACCPROT0.bit.CPU2RD = 1; // CPU2 읽기 허용
    EDIS;

    // CPU2 부팅
    EALLOW;
    IpcRegs.IPCSENDCOM = 0x0001; // CPU2 부팅 명령
    IpcRegs.IPCSENDFLAG.bit.IPCF0 = 1; // IPC 플래그 0 설정
    EDIS;

    // PWM 상태 전송
    Uint16 *sharedRam = (Uint16 *)0x0003F800; // GS0 RAM 주소
    for(;;) {
        sharedRam[0] = EPwm1Regs.TBCTR; // 현재 카운터 값 저장
        EALLOW;
        IpcRegs.IPCSENDCOM = 0x0004; // PWM 상태 전송 명령
        IpcRegs.IPCSENDFLAG.bit.IPCF1 = 1; // IPC 플래그 1 설정
        EDIS;
        GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIO31 = 1; // LED 토글
    }
}

CPU2 코드

// File: cpu2_pwm_monitor.c
// Description: TMS320F28377D CPU2에서 CPU1의 PWM 상태 모니터링 예제 (Bitfield 구조)
// Compiler: Code Composer Studio (TI C2000 Compiler)
// Target: TMS320F28377D CPU2

#include "F28x_Project.h"

__interrupt void ipc0_isr(void) {
    if (IpcRegs.IPCRECVCOM == 0x0004) { // PWM 상태 전송 명령 확인
        Uint16 *sharedRam = (Uint16 *)0x0003F800; // GS0 RAM 주소
        if (sharedRam[0] > 500) { // PWM 카운터가 절반 이상일 때
            GpioDataRegs.GPBTOGGLE.bit.GPIO31 = 1; // LED 토글
        }
    }
    IpcRegs.IPCACK.bit.IPCF1 = 1; // 플래그 클리어
    PieCtrlRegs.PIEACK.all = PIEACK_GROUP1; // PIE 그룹 1 ACK
}

void main(void) {
    // 시스템 초기화
    InitSysCtrl(); // 시스템 클럭 및 PLL 초기화
    DINT; // 모든 인터럽트 비활성화
    InitPieCtrl(); // PIE 초기화
    IER = 0x0000; // CPU 인터럽트 비활성화
    IFR = 0x0000; // 대기 중인 인터럽트 플래그 지우기
    InitPieVectTable(); // PIE 벡터 테이블 초기화

    // GPIO 설정
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPBDIR.bit.GPIO31 = 1; // GPIO31을 출력(LED)으로 설정
    GpioDataRegs.GPBSET.bit.GPIO31 = 1; // LED 켜기
    EDIS;

    // 인터럽트 벡터 설정
    EALLOW;
    PieVectTable.IPC0_INT = &ipc0_isr; // IPC0 인터럽트 벡터 설정
    EDIS;

    // 인터럽트 활성화
    PieCtrlRegs.PIEIER1.bit.INTx9 = 1; // PIE 그룹 1, IPC0 인터럽트 활성화
    IER |= M_INT1; // CPU 인터럽트 1 활성화
    EINT; // 글로벌 인터럽트 활성화

    // CPU1 부팅 명령 대기
    while (!IpcRegs.IPCRECVFLAG.bit.IPCF0); // 플래그 0 대기
    EALLOW;
    IpcRegs.IPCACK.bit.IPCF0 = 1; // 플래그 클리어
    EDIS;

    for(;;); // 무한 루프
}

설명:

기능: CPU1에서 ePWM1 모듈로 PWM 신호(100kHz, 50% 듀티) 생성, CPU2는 PWM 카운터 값을 모니터링
설정: CPU1에서 ePWM1 설정, IPC로 카운터 값 전송
GPIO: CPU1에서 PWM 핀(GPIO0)과 LED(GPIO31), CPU2에서 LED(GPIO31)
출력: PWM 카운터가 절반 이상일 때 CPU2의 LED 토글

6. 사용 방법

6.1 환경 설정

C2000Ware 설치: C:\ti\c2000\C2000Ware_x_xx_xx_xx에서 라이브러리 다운로드
CCS 프로젝트: TMS320F28377D 타겟으로 CPU1, CPU2별 프로젝트 생성, F28x_Project.h 포함
링커 파일: device_support\f2837xd 폴더에서 CPU1, CPU2용 링커 파일 추가

6.2 코드 실행

각 예제를 별도의 .c 파일로 저장하거나, main.c에 복사
CPU1과 CPU2 프로젝트를 각각 빌드 및 디버깅
원하는 예제만 실행되도록 다른 코드 주석 처리

6.3 하드웨어 준비

CAN 핀: 예제 2에서 CPU1의 CANRXA(GPIO8), CANTXA(GPIO10)에 CAN 트랜시버 연결
ADC 핀: 예제 3에서 ADCINA0에 아날로그 입력 연결
PWM 핀: 예제 4에서 GPIO0(EPWM1A)에 PWM 출력 연결
LED: CPU1과 CPU2에서 GPIO31에 LED 연결 (정상 동작 확인용)
CAN 네트워크: 예제 2에서 CAN 버스에 다른 노드 연결, 120Ω 종단 저항 확인

6.4 디버깅

CCS Expressions 창: IpcRegs.IPCSTS, CanARegs.CAN_ES, AdcaRegs.ADCRESULT0, EPwm1Regs.TBCTR 확인
인터럽트 상태: IpcRegs.IPCACK, CanARegs.CAN_MIL 점검
에러 확인: CAN_ES.bit.LEC로 CAN 에러 상태 모니터링
CAN 분석기: 예제 2에서 CAN 버스 데이터 확인용 CAN 분석기 사용

7. 추가 팁

IPC 동기화: 플래그와 인터럽트를 활용하여 CPU1과 CPU2 동기화 보장
메모리 최적화: 공유 RAM 크기와 액세스 권한 최적화
캘리브레이션: Device_cal() 호출로 클럭 보정
노이즈 감소: CAN 트랜시버, ADC 입력, PWM 출력의 차동 신호 라인 점검
C2000Ware 참고: C:\ti\c2000\C2000Ware_x_xx_xx_xx\device_support\f2837xd\examples\cpu1\ipc
문제 해결:
- IPC 실패: IPCSTS.bit.IPCFx, IPCSENDCOM 확인
- CAN 송신 실패: CAN_ES.bit.TXOK, CAN 버스 연결 확인
- ADC/PWM 오류: AdcaRegs.ADCCTL1, EPwm1Regs.TBCTL 확인
- 인터럽트 미작동: PieCtrlRegs.PIEIER1, IER 확인
TI 리소스: TI E2E 포럼, C2000Ware 예제

8. 결론

이 문서는 TMS320F28377D의 CPU1과 CPU2 멀티코어 설정 방법과 Bitfield 구조를 활용한 예제 코드를 제공하여, 초보자부터 숙련된 개발자까지 쉽게 활용할 수 있도록 구성했습니다. IPC를 통한 데이터 전송, CAN 제어, ADC 데이터 공유, PWM 제어를 포함한 병렬 작업 예제를 통해 다양한 멀티코어 애플리케이션에 적용 가능합니다.

키워드: TMS320F28377D, 멀티코어, CPU1, CPU2, IPC, C2000, 마이크로컨트롤러, Code Composer Studio, CAN, ADC, PWM, Bitfield, 공유 RAM, 인터럽트

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회로 설계자의 노트

TMS320F28377D DSP CPU1, CPU2 멀티코어 사용법 : Bitfield 구조 활용 예제 코드

1. TMS320F28377D 멀티코어 아키텍처 개요

1.1 주요 사양

2. 멀티코어 설정 및 IPC Bitfield 상세

2.1 IPC 레지스터

2.2 메모리 제어

3. 멀티코어 설정 절차

4. 멀티코어 설정 고려사항

5. 실용적인 멀티코어 예제 코드 (Bitfield 구조)

5.1 예제 1: CPU1 → CPU2 데이터 전송 (IPC 활용)

CPU1 코드

CPU2 코드

5.2 예제 2: CPU1과 CPU2 병렬 작업 (CAN 제어)

CPU1 코드

CPU2 코드

5.3 예제 3: CPU1과 CPU2 간 ADC 데이터 공유

CPU1 코드

CPU2 코드

5.4 예제 4: CPU1 PWM 제어 및 CPU2 상태 모니터링

CPU1 코드

CPU2 코드

6. 사용 방법

6.1 환경 설정

6.2 코드 실행

6.3 하드웨어 준비

6.4 디버깅

7. 추가 팁

8. 결론

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2.1 IPC 레지스터

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3. 멀티코어 설정 절차

4. 멀티코어 설정 고려사항

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5.1 예제 1: CPU1 → CPU2 데이터 전송 (IPC 활용)

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