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1、FPGA(SOPC) MCU PSOC 2009 年 10 月 22 日 星期四 下午 10:59 SOPC（SystemOnaProgrammableChip）提出 SOPC 概念的是 Altera 公司，目前 Xilinx 也在利用自己 FPGA 的优势， 积极的发展自己的 SOPC 产品。SOPC 结合了 SOC 和 PLD、FPGA 各自的优点，一般 具备以下基本特征：至少包含一个嵌入式处理器内核；具有小容量片内高速 RAM 资源；丰富的 IPCore 资源可供选择；足够的片上可编程逻辑资源；处理器调试接口和 FPGA 编程接口；可能包含部分可编程模拟电路；单芯片、低功耗、微封装。SO
2、PC 是 PLD 和 ASIC 技术融合的结果，PSOC 是 Cypress 公司的产品，其特征在于将各种处理模拟信号的接口通过可编 程元素连接起来。PSOC 器件集成有一个快速微控制器（MCU）和 SONOSTM（硅 氧化氮氧化硅）工艺制造的闪速存储器及 SRAM，以及具有模拟和数字系统功 能的可编程阵列器件（即 PSOCblocks），并实现了低成本和小型封装形式供货。 PSOC 包括多种用户模块，与 CPLD 的宏单元非常相似，这些用户模块也可由设计 师随意配置。不过，需要牢记的是：与 CPLD 不同，PSOC 还包括能够完全以模拟 方式（无需使用数字电路或 CPU 等等）来处理信号的用
3、户模块。作为通用的器件，PSOC 主要是针对嵌入式系统的应用，包括音频、无线、 手持、数字通信、互联网、控制和消费类系统。Cypress 微系统公司将提供 PSOC 设计工具 PSOCDesignerTM，它是支持 PSOC 器件的一种完整的开发系统开 发系统，包括有一个 C 编译器和汇编程序、一个连接和调试工具、一个在线仿 真器和器件编辑器(DeviceEditorTM)。到目前为止，有三种技术对电子工程师设计电子产品的模式产生了重大而又深 远的影响，它们是：可编程微控制器（MCU），可编程逻辑阵列和可编程模拟阵 列。与采用多个分立元件及单一功能的模拟与数字集成电路组成的电子系统相 比，采用
4、可编程技术和包含可编程芯片在内的电子系统将具有更简单的结构、 更强的性能和更低的成本。而采用可编程技术也使电子工程师的智慧和想象力 得到了更大的发挥，设计出来的产品智能化程度更高。MCU(MicroController Unit)自问世以来就受到电子开发工程师的青睐。由于它的可编程能力和可程序控制性能使得 MCU 得到广泛使用。然而，不同的用 户根据不同的项目要求希望 MCU 能包含比以前更多的周边资源来进一步降低他 们的系统成本。事实上，现今的 MCU 厂商大都能提供多种系列多个型号的 MCU 供用户选择。因为指令系统和硬件结构的不兼容，设计工程师花在选型上的时 间已经占据整个开发时间的相当
5、的比例。现在 MCU 的发展趋势是系统在片芯片 （System on Chip，SoC），它是将微处理器核和所有的周边设备包括 TIMER、PWM、ADC、DAC、UART、SPI、I2C、CAN、E2PROM、USB 等等全部集成在 一个芯片里。力图能满足所有设计工程师的需要。可编程逻辑阵列可以整合系统设计过程中大量的逻辑运算功能，提高系统 的可靠性。它已经历了门阵列（GAL）、可编程逻辑器件（PLD）、复杂可编程 逻辑器件（CPLD）和现场可编程门阵列（FPGA）四个发展阶段。由于它具有高 速度，高集成，高性能，并且可用 VHDL 和 Verilog 程序编程，因而得到了越来 越多的应用。
6、可编程模拟阵列(FPAA)由多个可编程模拟模块组成，可编程模拟模块采用 开关电容、运算放大器和多路开关有机组合并通过时钟信号的作用，可以实现 模拟信号的放大、比较、多种有源滤波和 AD 转换等诸多模拟功能。目前制造现 场可编程模拟阵列的公司有 Anadigm 和莱迪思(Lattice)等。虽然由于价格的原 因 FPAA 还没有被广泛使用，但 FPAA 包含多个可编程模拟模块，可以集多种模 拟功能于一体，省略了许多外围的无源元件和 PCB 的面积，对模拟工程师仍然 具有一定的吸引力。基于微处理器的 PSoC(可编程系统在片芯片)，不仅具有 MCU 的可编程序能 力，还包含了部分可编程逻辑运算功能
7、，同时也提供了可编程模拟阵列，集三 种可编程能力与一体。其中的周边数字功能（如 TIMER、COUNTER、PWM、UART、SPI）由与可编程模拟阵列相对应的可编程数字 阵列提供。通过对寄存器的配置或控制，三者之间可以相互作用，协调工作。 是真正的可编程系统级芯片。新型新型 PSoC 3 系列产品系列产品 CY8C32xxx（赛普拉斯）（赛普拉斯）时间：2010-05-07 11:01:18 来源：21ic 作者：赛普拉斯半导体公司日前推出其 PSoC 3 架构的一个新产品系列。该系列是专门为需要可编程数字外设的应用而优化的。新的CY8C32xxx 可编程数字 PSoC3 系列可允许集成诸如
8、 PWM、定时器、计数器、UART、胶合逻辑以及状态机等数字外设。此外，该系列还提供可以定制的数字功能和接口，通过将传统 CPU 功能转移到可编程数字逻辑，还可以降低系统功耗。CY8C32xxx 器件可适用于很多应用，包括接口桥接、I/O 扩展、上电顺序控制和外设控制。这些应用对于通讯设备、服务器和马达控制等终端市场来说是很常见的。这一可编程数字系列产品目前正在与其他三个 PSoC3 产品系列一起出样。这三个系列是：CY8C38xxx 精确模拟系列、CY8C36xxx 性能模拟系列和 CY8C34xxx 简化模拟系列。新的 CY8C32xxx 系列产品包含最多可达 24 个通用数字模块（UDB
9、），每个都由非专用逻辑（PLD）、解构逻辑（8-bit 数据通道）和通往其他 UDB、I/O 或外设的灵活通路构成。UDB 可以通过一个预先设定好的大型数字外设库进行编程，也可以用 Verilog 代码进行客户化定制，实现特别的功能和接口，而以往要实现这些则需要一个低功耗 CPLD 来完成。PSoC Creator集成设计环境（IDE）可将编程和定制工作简化。PSoC Creator 提供经过完整测试、预先打包好的模拟和数字外设，可通过直观的用户向导和 API 进行定制，以便满足特殊设计要求。另外，CY8C32xxx 系列产品还包含了基本的模拟外设，例如 12-bit Delta-Sigma
10、ADC，内部电压参考、两个比较器和一个 8-bitDAC，从而可以方便地与模拟信号接驳。新型 CY8C32xxx 器件扩展了 PSoC3 架构，由一个高性能 8-bit 8051 处理器驱动，一共拥有如下所示四个系列的产品，分别针对不同的市场应用： CY8C38xxx 精确模拟 PSoC3 系列，拥有一个 20-bit delta-sigma ADC, 4 个 DAC, 4 个可编程模拟模块和一个数字滤波器模块。 CY8C36xxx 性能模拟 PSoC3 系列，拥有一个 12-bit delta-sigma ADC, 4 个 DAC, 4 个可编程模拟模块和一个数字滤波器模块。 CY8C34x
11、xx 简化模拟系列，拥有一个 12-bit delta-sigma ADC, 2 个 DAC, 2 个可编程模拟模块。 CY8C32xxx 可编程数字 PSoC3 系列，拥有最多 24 个 UDB, 一个 12-bit delta-sigma ADC 和两个比较器。赛普拉斯 PSoC3 平台产品经理 Jim Davis 说：“新的 CY8C32xxx 及其基于可编程逻辑的数字资源对于接口和外设控制应用来说是理想的选择。这些器件充分显示了我们独有的、基于 PLD 的低功耗通用数字模块的灵活性和集成度优势。”UDB 可以用于实现混合功能 MCU 所欠缺的功能，例如在单一器件内实现 52 个 PWM
12、，同时还使用更少的通讯接口。以往这些都需要一个低功耗 CPLD 或定制的 ASIC 来实现。UDB 的硬件能在 PSoC3 架构内实现分布式处理，从而减轻了 CPU 的负担，并且能比传统的 MCU 解决方案提供更快的反应时间。分布式处理在 CPU 密集型外设控制应用（例如马达控制）中，具有功耗和性能方面的优势。PSoC3 系列的四个子系列产品的样片目前已可提供，量产时间预计在 2010 年第三季度。封装方式有 100-pin TQFP, 48- 和 68-pin QFN 以及 48-pin SSOP 可以选择。关于 PSoC 3 和 PSoC 5新型 PSoC 3 和 PSoC 5 架构包含了高精度可编程模拟能力（模数转换器的最高精度为 20-bit）和扩展的可编程数字资源，与强大的工业标准的 MCU 内核以及充足的内存和通讯外设集成在一起。PSoC 3 器件基于一个新的高性能 8-bit 8051 处理器，而 PSoC5 器件则包含了一个强大的 32-bit ARM Cortex-M3 处理器。这些新产品为设计者提供了一个无缝的可编程设计平台，可以轻松地实现从 8bit 到32bit 的过渡。这些新解决方案的强大功能大大拓展了 PSoC 的应用和市场范围，包括汽车、便携式医疗设备、工业等等。
