基于PSOC可编程片上系统模拟电路创新性实验设计.ppt

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1、基于PSOC可编程片上系统模拟电路创新性实验设计实验电路板CY8C24423芯片我们所设计的实验主要包含三个实验的集成化设计：第一、由PWM控制LED灯的闪烁；第二、可增益放大器及其应用；第三、电压比较器及其应用；普遍采用的方法：单片机（微控制器）是电子系统的核心。随着单片机/微控制器技术的发展，出现了新的SoC（SystemonChip单片系统）技术，它将固定的单片机系统模块化，通过编程实现灵活配置，通过编程来选择构成产品,将模拟处理电路集成到系统中，具有体积小、成本低、使用灵活的特点，具有广阔的发展空间。1.1什么是SOC？

2、密度逻辑电把微处理器、存储器、高路、模拟和混合电路个具有，以及其他电路集成到一个芯片上，构成一信号采集、转换、存储和I/O处理功能的系统，称为片上系统（SoC-SystemonChip）。SoC采用超深亚微米加工工艺、IP（intellectualProperty）内核复用和软硬件协同设计技术，是超大规模集成电路的发展趋势。SOC又称为系统级芯片，它的设计称为集成系统的设计。集成系统和集成电路的关系相当于集成电路和分立元件的关系。在设计过程中，设计者面对的不再是电路芯片，而是能实现设计功能的IP核库。设计者不必要在众多的模块电路

3、中搜索所需要的电路芯片，只需要根据设计功能和固件特性选择相应的IP核。这些IP核将被集成系统复用。这种设计方法从传统的集成电路设计转向集成系统设计，从整个系统的角度出发，把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密地结合在一起，在单个芯片上完成整个系统的功能，设计的重心也从逻辑综合、布局布线转向系统的设计、软硬件的设计以及仿真，它的设计必须是从系统行为级开始的自上向下的设计方法。采用集成系统的设计方法完成同样功能所需的晶体管的数目可以降低很多。集成电路设计方法向集成系统设计方法的转变，不仅是一种概念上的突破，同时

4、也是信息技术发展的必然结果。从应用的角度划分，SoC包括专用型、可编程型（PSoC-ProgrammableSystemonChip）和OEM（OriginalEquipmentManufacturer原始设备生产商）型。可编程型基于IP内核，通过编程来选择构成产品，是SoC主要形式和重要应用方向。作为一种新型的、适合时代要求的智能器件，PSoc具有与普通单片机不同的结构和特点，本章将从整体上予以介绍。2.1PSOC的总体结构PSoc的整体结构如A图2.1所示，包括PSoc内核（PSocCore）、数字系统（DigitalSys

5、tem）、模拟系统（AnalogSystem）、系统资源（SystemResource）四部分组成。这四个主要部分通过系统总线通信网络联系在一起。2.1.1PSoC内核PSoC内核是一个功能强大的处理器，支持丰富的指令设置。它包含CPU内核、用于数据存储的静态存储器SRAM、用于控制程序在一个新地址中短暂执行的中断控制器、睡眠和看门狗定时器和一组包括锁相环、内部主振荡器、内部低速振荡器和外部晶振的时钟源。这些时钟和系统资源中的可编程时钟分频因子一起使得把几乎所有的定时需求集成到PSoc设备中成为了可能。CPU内核，也称为M8C，

6、是一个工作频率可以达到24MHz的强大的处理器。M8C是一个4MIPS的8位哈佛结构的微处理器。在CPU内核的内部静态包含有RAM（SRAM）和FLASH存储器。最小的PSoc设备之间有差别很小的模拟结构。PSoc的通用输入输出（GPI/O）把器件的CPU、数字和模拟资源与外部引脚进行了连接。每一个引脚有八种不同的驱动模式，不同的驱动模式为外部接口提供了很大的灵活性。每一个引脚都可以因高电平、低电平或者电平的变化而产生一个系统中断。2.1.2数字系统PSoc的数字系统由数字PSoc模块、行内数字模块互连（RDI）、行间数字阵列互

7、连（ADI）、全局数字系统互连（GDI）组成。数字模块最多有四行16个。数字模块的个数因设备的不同而不同。数字模块可以通过一系列的全局总线连接到任何通用的I/O口，全局总线可以把任何信号发送到任何引脚上。全局总线还允许信号多路技术和进行逻辑操作。这一配置使得你的设计从一个外围设备固定的控制器中解脱出来了。2.1.3模拟系统PSoc的模拟系统包括全局模拟互连（GAI），基本模拟PSoc模块阵列、模拟信号基准电压发生器、模拟信号输入多路选择器等几部分组成。模拟系统模块最多包括四个模拟列，12个模拟模块，不同的设备具有的模拟模块的数目

8、不同。每一个可配置的模块都是由一个拓扑电路组成，该拓扑电路允许用户创造复杂的模拟信号流。每一个模拟列包括一个B类连续时间模块（ACB）、一个C类开关电容模块（ASC）、一个D类开关电容模块（ASD）。PSoc的系统资源包括：（1）数字时钟；（2）乘法加法器；（3