Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Тип интегральной схемы
Type of integrated circuit
PSoC (программируемая система на чипе) — это семейство микроконтроллерных интегральных схем компании Cypress Semiconductor. Эти чипы включают в себя ядро процессора и массивы смешанных сигналов, содержащие конфигурируемые интегрированные аналоговые и цифровые периферийные устройства.
PSoC (programmable system on a chip) is a family of microcontroller integrated circuits by Cypress Semiconductor. These chips include a CPU core and mixed signal arrays of configurable integrated analog and digital peripherals.
История
В 2002 году Cypress начала коммерческие поставки PSoC 1. Для продвижения PSoC, Cypress спонсировала конкурс "PSoC Design Challenge" в журнале Circuit Cellar в 2002 и 2004 годах. В апреле 2013 года Cypress представила четвертое поколение PSoC 4. PSoC 4 оснащен 32-битным процессором ARM Cortex M0, программируемыми аналоговыми блоками (операционными усилителями и компараторами), программируемыми цифровыми блоками (UDB на основе ПЛД), программируемой маршрутизацией и гибкими портами GPIO (возможность назначения любой функции на любой вывод), блоком последовательной связи (для SPI, UART, I²C), блоком таймера/счетчика/ШИМ и многим другим. PSoC используется в устройствах, начиная от простых зубных щеток Sonicare и кроссовок Adidas, и заканчивая сложными приставками TiVo. Один PSoC обеспечивает емкостное сенсорное управление колесом прокрутки на колесе Click Wheel Apple iPod. В 2014 году Cypress расширила семейство PSoC 4, интегрировав радиомодуль Bluetooth Low Energy вместе с SoC на основе PSoC 4 Cortex M0 в единый монолитный кристалл. В 2016 году Cypress выпустила PSoC 4 S Series, оснащенную процессором ARM Cortex M0+.
In 2002, Cypress began shipping commercial quantities of the PSoC 1. To promote the PSoC, Cypress sponsored a "PSoC Design Challenge" in Circuit Cellar magazine in 2002 and 2004. In April 2013, Cypress released the fourth generation, PSoC 4. The PSoC 4 features a 32 bit ARM Cortex M0 CPU, with programmable analog blocks (operational amplifiers and comparators), programmable digital blocks (PLD based UDBs), programmable routing and flexible GPIO (route any function to any pin), a serial communication block (for SPI, UART, I²C), a timer/counter/PWM block and more. PSoC is used in devices as simple as Sonicare toothbrushes and Adidas sneakers, and as complex as the TiVo set top box. One PSoC implements capacitive sensing for the touch sensitive scroll wheel on the Apple iPod click wheel. In 2014, Cypress extended the PSoC 4 family by integrating a Bluetooth Low Energy radio along with a PSoC 4 Cortex M0 based SoC in a single, monolithic die. In 2016, Cypress released PSoC 4 S Series, featuring ARM Cortex M0+ CPU.
Обзор
Интегрированная схема PSoC состоит из ядра, конфигурируемых аналоговых и цифровых блоков, а также программируемой маршрутизации и межсоединений. Конфигурируемые блоки в PSoC – главное отличие от других микроконтроллеров. PSoC имеет три отдельных пространства памяти: страничная SRAM для данных, флэш-память для инструкций и фиксированных данных, и регистры ввода-вывода для управления и доступа к конфигурируемым логическим блокам и функциям. Устройство создано с использованием технологии SONOS. PSoC похож на ASIC: блокам можно назначить широкий спектр функций и соединять их внутри чипа. В отличие от ASIC, для создания индивидуальной конфигурации не требуется специальный производственный процесс – только загрузочный код, создаваемый средой разработки PSoC Designer (для PSoC 1) или PSoC Creator (для PSoC 3 / 4 / 5) от Cypress. PSoC похож на FPGA тем, что требует настройки при включении питания, но эта настройка происходит путем загрузки инструкций из встроенной флэш-памяти. PSoC наиболее близок к комбинации микроконтроллера, PLD и программируемой аналоговой схемы. Код выполняется для взаимодействия с периферийными функциями, заданными пользователем (называемыми "компонентами"), с использованием автоматически генерируемых API и подпрограмм обработки прерываний. PSoC Designer или PSoC Creator генерируют загрузочный код конфигурации. Обе среды разработки интегрируют API, которые инициализируют выбранные пользователем компоненты в соответствии с его потребностями, используя графический интерфейс, подобный Visual Studio.
A PSoC integrated circuit is composed of a core, configurable analog and digital blocks, and programmable routing and interconnect. The configurable blocks in a PSoC are the biggest difference from other microcontrollers. PSoC has three separate memory spaces: paged SRAM for data, Flash memory for instructions and fixed data, and I/O registers for controlling and accessing the configurable logic blocks and functions. The device is created using SONOS technology. PSoC resembles an ASIC: blocks can be assigned a wide range of functions and interconnected on chip. Unlike an ASIC, there is no special manufacturing process required to create the custom configuration — only startup code that is created by Cypress' PSoC Designer (for PSoC 1) or PSoC Creator (for PSoC 3 / 4 / 5) IDE. PSoC resembles an FPGA in that at power up it must be configured, but this configuration occurs by loading instructions from the built in Flash memory. PSoC most closely resembles a microcontroller combined with a PLD and programmable analog. Code is executed to interact with the user specified peripheral functions (called "Components"), using automatically generated APIs and interrupt routines. PSoC Designer or PSoC Creator generate the startup configuration code. Both integrate APIs that initialize the user selected components upon the users needs in a Visual Studio like GUI.
Конфигурируемые аналоговые и цифровые блоки
Используя конфигурируемые аналоговые и цифровые блоки, разработчики могут создавать и изменять встраиваемые приложения со смешанными сигналами. Цифровые блоки представляют собой конечные автоматы, которые настраиваются с помощью регистров блоков. Существует два типа цифровых блоков: цифровые строительные блоки (DBBxx) и цифровые коммуникационные блоки (DCBxx). Только коммуникационные блоки могут содержать последовательные пользовательские модули ввода-вывода, такие как SPI, UART и т. д. Каждый цифровой блок рассматривается как 8-битный ресурс, который разработчики могут конфигурировать, используя предварительно заданные цифровые функции или пользовательские модули (UM), либо, объединяя блоки, превращать их в 16-, 24- или 32-битные ресурсы. Объединение пользовательских модулей (UM) позволяет создавать 16-битные ШИМ-контроллеры и таймеры. Существует два типа аналоговых блоков. Блоки непрерывного времени (CT) состоят из схемы операционного усилителя и обозначаются как ACBxx, где xx – от 00 до 03. Другой тип – блоки с переключающими конденсаторами (SC), которые обеспечивают сложные схемы обработки аналоговых сигналов и обозначаются как ASCxy, где x – номер строки, а y – номер столбца аналогового блока. Разработчики могут изменять и адаптировать каждый модуль под конкретную задачу.
Using configurable analog and digital blocks, designers can create and change mixed signal embedded applications. The digital blocks are state machines that are configured using the blocks registers. There are two types of digital blocks, Digital Building Blocks (DBBxx) and Digital Communication Blocks (DCBxx). Only the communication blocks can contain serial I/O user modules, such as SPI, UART, etc. Each digital block is considered an 8 bit resource that designers can configure using pre built digital functions or user modules (UM), or, by combining blocks, turn them into 16 , 24 , or 32 bit resources. Concatenating UMs together is how 16 bit PWMs and timers are created. There are two types of analog blocks. The continuous time (CT) blocks are composed of an op amp circuit and designated as ACBxx where xx is 00–03. The other type is the switch cap (SC) blocks, which allow complex analog signal flows and are designated by ASCxy where x is the row and y is the column of the analog block. Designers can modify and personalize each module to any design.
Программируемая маршрутизация и взаимосвязь
Гибкая разводка смешанных сигнальных массивов PSoC позволяет разработчикам более свободно подключать сигналы к выводам ввода/вывода и от них, чем во многих конкурирующих микроконтроллерах. Глобальные шины обеспечивают мультиплексирование сигналов и выполнение логических операций. Cypress утверждает, что это позволяет разработчикам конфигурировать проект и вносить в него улучшения проще, быстрее и с меньшим количеством переделок печатной платы, чем при использовании дискретной логики или конкурирующих микроконтроллеров с большим количеством штырей фиксированной функциональности.
PSoC mixed signal arrays' flexible routing allows designers to route signals to and from I/O pins more freely than with many competing microcontrollers. Global buses allow for signal multiplexing and for performing logic operations. Cypress suggests that this allows designers to configure a design and make improvements more easily and faster and with fewer PCB redesigns than a digital logic gate approach or competing microcontrollers with more fixed function pins.
Дизайнер PSoC
Это первая программная среда разработки (IDE) для проектирования, отладки и программирования устройств PSoC 1. Она представила уникальные возможности, включая библиотеку предварительно настроенных аналоговых и цифровых периферийных устройств в среде проектирования с использованием технологии перетаскивания, которые затем можно было адаптировать к конкретным требованиям проекта, используя динамически генерируемые библиотеки кода API.
This is the first generation software IDE to design and debug and program the PSoC 1 devices. It introduced unique features including a library of pre characterized analog and digital peripherals in a drag and drop design environment which could then be customized to specific design needs by leveraging the dynamically generated API libraries of code.
Создатель PSoC
PSoC Creator – это интегрированная среда разработки (IDE) второго поколения для проектирования, отладки и программирования устройств PSoC 3 / 4 / 5. Эта среда разработки объединена с удобным графическим редактором, образуя мощную платформу для совместного проектирования аппаратной и программной частей. PSoC Creator состоит из двух основных блоков. Программа позволяет пользователю выбирать, конфигурировать и соединять существующие схемы на чипе, а также компоненты, эквивалентные периферийным устройствам в микроконтроллерах. Уникальность PSoC заключается в возможности создания собственных специализированных периферийных устройств непосредственно в аппаратной части. Cypress регулярно, несколько раз в год, выпускает пакеты компонентов. Пользователи PSoC получают новые периферийные устройства для имеющегося оборудования бесплатно, без необходимости приобретать новое. PSoC Creator также предоставляет широкие возможности по назначению периферийных устройств на выводы ввода-вывода.
PSoC Creator is the second generation software IDE to design debug and program the PSoC 3 / 4 / 5 devices. The development IDE is combined with an easy to use graphical design editor to form a powerful hardware/software co design environment. PSoC Creator consists of two basic building blocks. The program allows the user to select, configure and connect existing circuits on the chip and the components which are the equivalent of peripherals on MCUs. What makes PSoC intriguing is the possibility of creating its own application specific peripherals in hardware. Cypress publishes component packs several times a year. PSoC users get new peripherals for their existing hardware without being charged or having to buy new hardware. PSoC Creator also allows much freedom in the assignment of peripherals to I/O pins.
Кортекс-М
Общие инструменты разработки ARM для PSoC 4 и PSoC 5.
Generic ARM development tools for PSoC 4 and PSoC 5.