CORE METRICS / TCU / PERFORMANCE
TCU
定时精度、HALL 捕获与正交编码计数
概述
TCU(Timer/Counter Unit)提供 8 个计数通道,用于定时中断、外部信号周期与脉宽测量,以及正交编码器位置计数。开发者通过时钟、分频、输入引脚、工作模式和中断配置,将其用于周期控制、电机 HALL 反馈或编码器信号采集;不同模式的通道限制见对应章节。
最短已测定时 1 μs:高、低电平脉宽偏差率分别为 1.52%、1.38%;中断响应及 GPIO 操作合计约 1 μs。
HALL 输入最高已测 200 kHz:可测量 5 μs 信号周期、3 μs 高电平时间。
正交输入最高已测 10 MHz:100 μs 统计窗口下,平均计数偏差率为 0.995%。
以下性能对应 TCU 输入时钟 24 MHz、24 分频后的 1 MHz 计时配置。最短定时和最高输入频率均为已验证水平。
TIMING & INTERRUPT
一、定时精度与中断开销
最短已测定时为 1 μs,高、低电平脉宽偏差率分别为 1.52%、1.38%;5、10、25 μs 三个定时点的脉宽偏差率均为 0%。
| 目标定时 | 高电平脉宽偏差率 | 低电平脉宽偏差率 |
|---|---|---|
| 25 μs | 0% | 0% |
| 10 μs | 0% | 0% |
| 5 μs | 0% | 0% |
| 2 μs | 1.47% | 0% |
| 1 μs | 1.52% | 1.38% |
以上定时偏差已扣除约 1 μs 的中断响应耗时。
中断响应与 GPIO 操作
中断响应及 GPIO 操作合计约 1 μs,代码运行于 PSRAM 和 SRAM 时结果一致。设置 3 μs 定时后,从启动定时到中断中翻转 GPIO 的总时长约为 4 μs。
| 代码运行位置 | 测量总时长 | 扣除 3 μs 定时后 |
|---|---|---|
| PSRAM | 约 4 μs | 约 1 μs |
| SRAM | 约 4 μs | 约 1 μs |
约 1 μs 的开销包含中断响应和 GPIO 操作,业务处理代码耗时需另行计入。
HALL CAPTURE
二、HALL 捕获能力
HALL 输入最高已测 200 kHz,对应周期 5 μs、高电平 3 μs、低电平 2 μs。通道 0~7 均支持对各自 GPIO0 输入的 HALL 信号测量周期和高电平时间。
| 输入频率 | 信号周期 | 高 / 低电平时间 | 汇总偏差率 周期 / 高电平 |
|---|---|---|---|
| 10 kHz | 100 μs | 50 / 50 μs | 0% / 0% |
| 20 kHz | 50 μs | 25 / 25 μs | 0% / 0% |
| 50 kHz | 20 μs | 10 / 10 μs | 0% / 0% |
| 100 kHz | 10 μs | 5 / 5 μs | 0% / 0% |
| 200 kHz | 5 μs | 3 / 2 μs | 0% / 0% |
50 kHz 输入下曾出现单次周期测量偏差 1 μs;表中 0% 为汇总偏差率,不表示所有采样均无偏差。
QUADRATURE ENCODER
三、正交编码器计数
正交输入最高已测 10 MHz,在 100 μs 统计窗口下平均计数偏差率为 0.995%。100 kHz 至 1 MHz 的已测频点,平均计数偏差率最高为 0.1%;2、4、8、10 MHz 四个已测频点约为 1%。
正交模式使用通道 1/2/3 或 4/5/6 组成通道组处理 A/B/Z 信号。下表偏差率按每个频点十次计数的平均值计算。
| 输入信号频率 | 统计窗口 | 平均计数偏差率 |
|---|---|---|
| 100 kHz | 10 ms | 0.005% |
| 200 kHz | 1 ms | 0.1% |
| 400 kHz | 1 ms | 0.1% |
| 800 kHz | 1 ms | 0.096875% |
| 900 kHz | 1 ms | 0.0944% |
| 1 MHz | 1 ms | 0.095% |
| 2 MHz | 100 μs | 1% |
| 4 MHz | 100 μs | 1% |
| 8 MHz | 100 μs | 0.99375% |
| 10 MHz | 100 μs | 0.995% |
各频点的统计窗口见表;平均计数偏差率不代表单次计数的最大误差。
TEST CONDITIONS
四、测试条件
测试平台:V0 主频 400 MHz;TCU 输入时钟 24 MHz,24 分频后计时频率 1 MHz。
测量方式:定时及中断耗时采用 IO 翻转与示波器测量;HALL 和正交编码采用信号发生器输入。
适用范围:以上为指定配置下的实测性能,未覆盖温度、电压变化及 8 通道并发运行。