1.Giới thiệu chíp PSOC 3,4,5
1.1. Giới thiệu:
Trong mục này sẽ giới
thiệu chi tiết chip PSoC củahãng CYPRESS gồm các nội dung như sau:
·
Trình bày kiến trúc bên trong chip
PSoC: Tổng quan về tài nguyên chip, chi tiết kiến trúc bên trong của một chip
PSoC.
·
Giới thiệu phần mềm thết kế PSoC Creator dành cho chip PSoC của hãng CYPRESS, phương pháp lập trình phần cứng
(Device Editor) và lập trình ứng dụng
(Application Editor). Đồng thời giới thiệu tất cả các module (embedded cores)
trong thư viện API mà hãng này hỗ trợ.
1.2. Giới thiệu IC khả trình PSoC của hãng CYPRESS.
1.2.1 Khái niệm PsoC.
PSoC hay PSoC Mixed-Signal Arrays là từ viết tắt của
Programmable system-on-chips. PSoC là chip mà có thể tích hợp cả vi điều khiển
các thành phần tương tự và thành phần số xung quanh vi điều khiển nhúng vào một
hệ thống. Một chip đơn PSoC có thể tích hợp lên đến 100 chức năng ngoại vi với
1 vi điều khiển, làm giảm thời gian thiết kế, không gian board, năng lượng tiêu
hao và giảm 5% giá thành sản phẩm ít nhất 10$ cho mỗi hệ thống.
1.2.2 Tổng quan về tài nguyên chip PSoC
PSoC khác với các vi
điều khiển 8 bit thông thường là có các khối số và các khối tương tự có thể lập
trình được cho phép thực hiện nhiều giao
tiếp ngoại vi.
Khối số gồm có nhiều
khối khả trình nhỏ có thể được cấu hình cho các ứng dụng khác nhau.
Khối tương tự được sử dụng cho các công cụ Analog
như bộ lọc, bộ so sánh tín hiệu tương tự,
các bộ khuyếch đại đảo, không đảo như AD, DA.
Có một số họ PSoC khác
nhau mà ta có thể lựa chọn xây dựng cho phù hợp với yêu cầu dự án. Điểm khác
nhau giữa cá họ PSoC là số lượng các khối khả trình cho phép nhúng vào chip và
số chân I/O. Mỗi chip PSoC có từ 4-16 khối số và 3-12 khối tương tự khả trình
phụ thuộc vào các họ khác nhau.
Hình 2.1 Vị trí của
PSoC
Một số điểm nổi bật của PSoC là:
·
Khối MAC, bộ nhân 8x8 hardware 32 bit.
·
Điện áp hoạt động có thể thay đổi 3.3V
hoặc 5V
·
Khả năng hoạt động với điện áp cung cấp
thấp hơn yêu cầu 1V
·
Có thể lựa chọn tần số hoạt động cho
chip
Hình 2.2 Tổng quan kiến trúc PSoC
Những
tài nguyên hỗ trợ người dùng xây dựng kiến trúc PSoC:
·
32 KBytes ROM (FLASH) cho việc lập
trình v ới 50000 lần xóa ghi.
·
Hỗ trợ lên đến 4KByte SRAM, bộ nhớ động
EEPROM
·
Bộ chuyển đổi AD với độ phân giải tối
đa lên đến 12 bits
·
Bộ chuyển đổi DA với độ phân giải tối
đa 9bits
·
Bộ khuếch đại điện áp khả trình
·
Bộ lọc và so sánh tín hiệu tương tự khả
trình
·
Timer và Counter 8, 16 ,24hoặc 32 bits.
·
Chuỗi giả và bộ phát mã CRC.
·
Hai bộ UART song công.
·
Bộ SPI nhiều thiết bị (SPI master và
SPI slaver).
·
Truyền thông giữa tất cả các chân
·
Truyền thông giữa các khối.
·
Bảo vệ cho việc lập trình cho vùng nhớ
riêng và bảo vệ tránh ghi chồng
·
lên.
·
Mỗi chân PSoC có thể đặt ở các trạng
thái Pull up, Pull down, High Z,
·
Strong, hoặc Open
·
Khả năng tạo ngắt tại bất kì chân nào của
PSoC
·
I2C Slaver và master hoặc nhiều master
với tốc độ lên đến 400KHz
·
Tích hợp bộ giám sát mạch bên trong
(Watchdog, Sleep)
·
Xây dựng các mức điện áp chính xác.
·
Lập trình trực tiếp trên hệ thống ISSP.
Với sự hỗ trợ đa dạng
như vậy sự ra đời của PSoC được ví như là “biến giấc mơ thành sự thật” đối với
các kĩ sư thiết kế. Trên cùng 1 chipPSoC ta có thể thiết lập những chức năng
khác nhau rất linh hoạt cho mỗi dự án. Không có 1 vi điều khiển nào khác có điện
áp khả trình, khuếch đại đảo và không đảo, bộ phát chuỗi serial giả và bộ phát
mã CRC cũng như bộ mã hóa. MAC (Multiply -accumulate) cần thiết cho phần xử lí
tín hiệu số, với sử cho phép xử lí đầy đủ các thuật toán xử lí tín hiệu số. Một
điều đáng quan tâm là bộ nhân bằng phần cứng này là 32 bit chứ không phải 8 bit
như vi điều khiển. Điện áp làm việc có thể thay đổi và đặc biệt loại trừkhả
năng phải thiết kế lại mạch PCB vì chỉ cần cấu hình lại bên trong chip. Điện áp
cung cấp có thể dao động ở mức 1V là một thuận lợi hết sức to lớn cho nguồn hoạt
động hệ thống. Timer, Counter và PWM hoạt động linh hoạt hơn.
