瑞萨RA-T系列芯片ADC和GPT功能模块的配合使用

在马达或电源工程中，往往需要采集多路AD信号，且这些信号的优先级和采样时机不相同。本篇介绍在使用RA-T系列芯片建立马达或电源工程时，如何根据需求来设置主要功能模块ADC&GPT，包括采样通道打包和分组，GPT触发启动的设置。本文以RA6T2为范例，结果可推广到RA-T系列其他芯片和相关领域。

在马达或电源工程中，需采样的信号众多。但是采样信号的重要性并不相同，一般按优先级可分为两类：

1） 算法必须使用的采样数据，需在每个载波（算法）周期更新，优先级和实时性要求较高，比如马达工程里的电机的三相电流，电源工程里的输出目标的电压或者电流。

2） 变化频率不高或幅度基本稳定的采样数据，有些不参与算法处理，但是仍需采集，以辅助系统控制，或者监控系统运行状态，比如马达工程的母线电压，电源系统的输入电压，关键元器件温度采样等。

为了使设计更为灵活，RA6T2 ADC模块采用虚拟通道的概念。客户可以不受物理位置的限制，将相同类型功能通道编制到相邻的虚拟通道位置，然后打包成group。通过对整体group属性设置，统一协调控制通道的动作。

特别对于两个单元共享的20-28通道，可以自由选择，灵活使用。

以瑞萨官方提供的无位置传感器FOC样例工程为例，这个应用中需采样5个信号。

其中三相电流信号Iu，Iv，Iw参与FOC算法执行，需每个周期更新，实时处理。母线电压BUS_voltage和驱动信号Rotation speed command实时性没有这么高，可以另行处理。其系统设计框图如下：

我们可以把实时处理的三相电流采样打包成一个group（此样例中为group0）。

把母线电压和其他采样打包成另一个group（此样例中为group1）。

在每个载波周期中需更新AD采样值，则设置group0和group1都由GPT触发启动（在本应用中，使用两组ADC分属不同的ADC单元，所以group标号设置顺序，不影响工程性能，可随意设置），这样AD采样时机与载波周期相关联。

此样例工程所使用方案为三电阻采样，需在每载波周期GPT下溢时刻触发ADC采样。请看本实例，可设置触发在向下计数时触发A/D转换，并且技术匹配点为0，则下溢触发时刻设置完成。

在group0中设置采样完成中断使能，使group0采样完成后立即进入中断，执行FOC算法。这样设计的目的是在采集完FOC算法所必须的三相电流数据后，就立即执行FOC算法。可以使整个系统逻辑运行设计更紧凑、合理。

具体到不同实际应用，如果采样通道确需打包为两个或两个以上的group，建议参考数据手册Table 36.4，将优先级高的采样信号（如此处的三相电流采样）选择同一个采样单元（如此处ADC0）的所属通道（比如本样例工程使用AN000，AN002，AN004），将优先级低的采样信号（如此处的母线电压和驱动信号）选择另外的采样单元（如此处ADC1）的所属通道（比如本样例工程使用AN006，AN008），这样可以使两个采样单元同时触发执行，提高运行效率。

如果需设置超过2个以上group，且由同一个触发源启动，并且使用的是同一个采样单元，此时小标号的group0优先级高，会先执行。比如，group0由采样单元0中的3个通道组成，group1由采样单元0中的2个通道组成，那么当发生触发时，group0优先级高，先执行，然后执行group1。所以，请用户在使用时根据实际情况进行评估，按照系统优先级设置group。