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PSoC(可编程片上系统)是Cypress半导体生产的包含有8位微处理器核和数字与模拟混合信号阵列的可编程片上系统。其应用领域与8位的MCU相同。区别于8位的MCU，PSoC的周边数字资源(如定时器、PWM、UART等等)和周边模拟资源(放大器、比较器、滤波器等等)以数字模块和模拟模块的方式提供。不同型号的PSoC芯片的差异主要在于其拥有的数字模块和模拟模块的数量的不同。用户可以根据自己的需要来定义这些模块。PSoC的集成开发环境PSoC Designer也预先为用户定义了七十多个常用的数字和模拟资源供用户选择。如数字资源有:定时器、PWM、UART、SPI、CRC、PRS等等；模拟资源有放大器、比较器、滤波器等等；AD和DA转换器由若干数字模块和模拟模块组合而成。所有这些预定义的模块被称之为用户模块。PSoC Designer也为用户提供这些用户模块的API函数供用户编程时调用。在PSoC Express出现以前，开发PSoC的应用项目与MCU的应用开发相似，使用PSoC Designer集成开发环境根据项目的需要调用和配置资源(用户模块)，编写代码(C或汇编)，编译，调试….
现在由于PSoC Express可以在更高的抽象概念水平上运行，且无需汇编或C的软件开发，因此设计人员只需要数小时或数天时间即可完成对PSoC器件的新设计开发、仿真及编程，而不再耗时数周乃至数月。由于其采用无缝多重处理器架构、具有设计可视化功能，包含丰富的驱动程序库和多种传输函数的评估器以及软仿真功能，因此系统开发工程师采用PSoC Express工具能够更快地完成设计工作，并实现更高的可靠性。在PSoC Express中，尤其值得提到它的Monitor功能，它使得PSoC的无代码、可视化应用开发变得透明化。对某些比较复杂的应用，需要及时调节或修改某些参数时，不会再有那种捉摸不定和黑匣子的感觉。使你的调试过程更从容、更快、更有效率。
PSoC系列器件专为取代传统MCU、系统IC及其相关的多种分立元件而设计。该架构使用户能够创建定制的外设配置，满足各种不同应用的要求。此外，还包含快速的CPU、闪存程序存储器、SRAM数据存储器和可配置的I/O。PSoC CY8C24794是PSoC系列中独特的一员，因为它包括了功能齐全的全速(12Mbps)USB端口。
PSoC架构包括四大部分：PSoC内核、数字系统、模拟系统和系统资源(含全速USB端口)。可配置的全局总线使器件资源能够集成到完整的可定制系统中。PSoC CY8C24794器件可具备多达7个I/O端口，连接于全局数字和模拟互联器件，从而能够访问4个数字时钟和6个模拟时钟。
PSoC核心包括24MHz、4MIPS哈佛架构的CISC CPU，带有16KB闪存，可用于程序存储，还带有1KB的SRAM，可用于数据存储，此外还具备2KB的EEPROM，采用闪存仿真。程序闪存利用64个字节块实现四级保护，可实现定制的软件IP保护。
PSoC器件包括灵活的内部时钟发生器，含24MHz内部主振荡器(IMO)，在工作温度和电压范围内误差不超过8%。24MHz IMO还可翻番为48MHz，用于数字系统。此外还具备低功耗32kHz的内部低速振荡器(ILO)，作为睡眠定时器和看门狗定时器(WDT)。
PSoC GPIO提供到CPU、器件数字和模拟资源的连接。每个引脚的驱动模式可从八个选项中进行选择，这就使外部接口具有极大的灵活度。每个引脚还能生成高级和低级系统中断，并能自上一次读之后进行改变。
数字系统包括n个数字PSoC块。每个块都是8位资源，可单独使用，也可与其他块结合使用，形成8位、16位、24位和32位外围。数字块还可通过串行全局总线连接至GPIO，将任何信号路由给任意引脚。总线还可实现信号多路复用功能，并进行逻辑操作。这种可配置性使设计工作不再受到固定外围设控制器的限制。
模拟系统包括n个可配置的块，每个块都具备运算放大器，可创建复杂的模拟信号流。模拟外设非常灵活，经过定制后可支持具体的应用要求。模拟块三个成一列，包括一个连续时间(CT)和两个开关电容(SC)块。
与传统单片机系统设计方案的比较
(1) Cypress PSoC 的开发基于成熟而又丰富的用户模块,极大地减少甚至免除了设计者在成千上万种外围元件中选择的烦恼,节省了模拟量处理电路调试及修改的精力和时间,提高了成功率、灵活性和可靠性。在软件编制方面,由于开发系统可以根据硬件电路的构造自动生成高质量的可供调用的API 函数,编程者无须像以往那样在底层驱动程序上劳神费力而可将精力更多地放在应用层程序的编制上,提高了开发效率。
(2) Cypress PSoC 采用了一种新的架构,通过可配置的数字及模拟区块灵活地构造适用的用户模块,这是传统的或走传统路线的单片机所不具备的。加之Cypress PSoC 可以动态重构,即在应用中通过程序改变存储在片内闪存中设定的参数,重新定义系统所需要的功能模块的种类和数量,动态地完成片上资源的重新分配,实现新的外围元器件的功能,这一点保证了系统资源的最大化、最合理化和最经济化应用。
(3) 与传统意义上的单片机系统相比,CypressPSoC 最大程度地实现了系统单片化的目标,也减少了PCB 的面积。和当前其它架构的SoC 相比,Cypress PSoC 在保证以更简便方式实现更多更灵活功能和具备较高性能的前提下,达到了当今无出其右的最高性价比。 |
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发表于 2009-2-20 20:35:41
