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Capsense Univ. Workshop

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Academic year: 2021

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(1)

PM

PSoC

Architecture

for

PSoC Experiment

Lab

Renji Mikami

Renji_Mikami@nifty.com

PSoCのアーキテクチャ

Experiment Course

Material 2 V2.10

October 1st. 2018

EM2.pptx (23 Slides)

(2)

1 Mikami Consulting

ユーザーモジュール

設計済みで,機能・特性評価済み

デジタルおよびアナログブロック

ハードウェア設計の簡素化

オンチップ周辺回路として利用可能

• ADC’s, DAC’s, PGA’s, Filters

• Timers, Counters, PWM’s

• UART, SPI, I2C

ユーザーモジュールの機能仕様設定(パラメタライズ)

はPSoC Designerから容易に可能

ユーザーモジュールが提供するもの

• デバドラ

Application Programmer Interfaces (APIs)

• 割り込みサービスルーチン

Interrupt Service Routines (ISRs)

(3)
(4)

3 Mikami Consulting

PSoC内部ブロック図(各ブロックはさまざまなUMに変身)

Interrupt Controller LVD Supervisor Watchdog Sleep Timer Decimator SMP I2C SRAM Memory (up to 2K) M8C CPU Core MAC Multiply Accumulate (up to 2) Flash Program Memory (up to 32K) System Clocking Generator 24 MHz Internal Oscillator

Digital PSoC Block Array

Analog PSoC Block Array

Programmable Interconnect and Logic Analog Input Muxing Analog Output Drivers Port 5 Port 4 Port 3 Port 2 Port 1 Port 0 C o n fig u ra b le I/ O P o rts S y s te m B u s BB BB BB BB CB CB CB CB CT CT CT CT SC SC SC SC SC SC SC SC Clocks BB BB CB CB BB BB CB CB Port 6 Port 7

(5)

アナログブロック

•ADC

Incremental 6-14 bits Delta Sigma 6-13 bits

•DAC

6, 8, and 9 bit

6 and 8 bit multiplying

•Filters 2-pole Low-pass 2-pole Band-pass •DTMF Dialer •Modulator •Peak Detector •V to I Converter •Amplifiers Programmable Gain Instrumental Inverting •Comparators Programmable Hysteresis Zero-Crossing •CapSense

ブロック内部

実現できるユーザーモジュール

(CTは抵抗タップ型OPアンプ)

(SCはスイッチトキャパシタ型OPアンプ)

(6)

5 Mikami Consulting

デジタルブロック

•Timer 8, 16, 24, 32 bit •Counter 8, 16, 24, 32 bit •PWM 8, 16, 24, 32 bit

•Dead Band Generator

8, 16, 24, 32 bit

•Pseudo Random Source •Cyclic Redundancy Check •Communication Interface

I2C Master I2C Slave SPI Master SPI Slave

Full Duplex UART Tx, Rx

Full Speed USB v2.0

BB:Basic Block は8ビットのカウンタがベース

CB:Communication Block はシフトレジスタにより

シリアル・コミニュケーションに使用できる

(7)

内部回路の配置

Interrupt Controller LVD Supervisor Watchdog Sleep Timer Decimator SMP I2C SRAM Memory (up to 2K) M8C CPU Core MAC Multiply Accumulate (up to 2) Flash Program Memory (up to 32K) System Clocking Generator 24 MHz Internal Oscillator

Digital PSoC Block Array

Analog PSoC Block Array

Programmable Interconnect and Logic Analog Input Muxing Analog Output Drivers Port 5 Port 4 Port 3 Port 2 Port 1 Port 0 C o n fig u ra b le I/ O P o rts S y s te m B u s BB BB BB BB CB CB CB CB CT CT CT CT SC SC SC SC SC SC SC SC Clocks BB BB CB CB BB BB CB CB Port 6 Port 7 UART PWM_16 Filter AD C ADC (Decimator) ADC I2C Slave, Master, Multimaster LCD

ユーザーモジュル単位で設計

UMは内部リソースで自動構成

(8)

7 Mikami Consulting

• ユーザーモジュールデータシートに含まれる情報

• Resources

• Features

• Overview

• Diagram

• Description

• Timing

• Specs

• Placement

• Parameters

• API

• Sample Code

• Registers

ユーザーモジュール データシート

バージョン

により英文の

場合もあります

(9)

Project コンフィグレーションデータシート

• プロジェクトコンフィグレ

ーションのデータシートに

は内蔵ハードウェアの配

置配線情報が記載される

• 配置画面は印刷可能

• ユーザー定義のピンに

はマーキングすることが

でき,データシート内で詳

細情報が記載される

•レポートに有用

(10)

PSoC

(11)

開発ソフトウェア

PSoC Designer

統合開発環境

C言語/アセンブリ言語

PSoC Programmer

プログラム書き込みソフト

Cコンパイラ

Hi-Tech C Pro US $1495

(12)

11 Mikami Consulting

1. ユーザーモジュールの設置

2. 回路の配線

3. Global Resource, GPIO, UM パラメータの入力

GC:Generate Config の実行

(PSoCレジスタのコンフィギュレーションデータ生成)

4. コーディング

Build の実行

(プログラムのコンパイルとBuildを実行,HEX ファイル生成)

5. インシステム・プログラミング

(PSoC MiniProgで書き込み)

設計フロー

ハ ー ド ウ ェ ア 初 期 設 定 ソ フ ト ウ ェ ア の 記 述 このプログラム内でレジスタ値を書 き換えることでハードウェア機能を 自由に更新,変更できる

(13)

1. ユーザーモジュールの配置

日本語化された

ユーザーモジュール

(14)

13 Mikami Consulting

2.0 回路の配線

配線は、ユーザー

モジュールから

I/Oポート

方向に

向けてつないで

いく

とやりやすい

Port2は、

3210キットでは

LCDユニットに

接続されている。

I/O

Port

I/O

Port

I/O

Port

I/O

Port

(15)

2.1 ロジックLUTの設定

LUT:Look

Up

Table

デジタル2入力に対し16論理関数を生成

GOO : Global Output Odd

GOE : Global Output Even

I/O Port に接続する部分で

Odd(奇数),Even(偶数)という

(16)

15 Mikami Consulting

2.2 アナログコンパレータLUTの設定

アナログコンパレータ

出力を入力として2入力

16論理関数を生成します

(17)

3.0 ユーザーモジュールプロパティーへの

パラメータの入力

ユーザーモジュールの

機能パラメータは、

ダイアログボックスで

自由に設定できます

M8CMPUはこの設定に基づいて

起動コンフィギュレーション時に

機能設定レジスタに

データを書き込みます

これによってハードウェアの

機能が設定されます

つまり

すべてのハードウェアは

レジスタの値できまります

とすれば

ソフトウェアのプログラムでも

書き換えができてしまいます

(18)

17 Mikami Consulting

3.1 GPIO(Pinout)の設定

GPIOは極めて高機能

Port 0 から Port 7

P0[4] : Port 0 の4bit目

(19)

3.2 グローバルリソース-クロック系

この機能設定もすべてレジスタ値に対応しますから

ソフトウェアプログラムから変更できます

(オプション) グローバル・リソースの パラメータ設定

(20)

19 Mikami Consulting

3.3 PSoCレジスタとM8 MPU

Bank0

256バイト

PSoC機能設定レジスタは2バンク構成で各256 バイトのアドレスを持ちます.以下の機能設定を 行います M8Cレジスタ(Fレジスタ)RAMページング 割り込みコントローラ設定 デジタルブロック設定 アナログブロック設定 GPIO設定 オシレータ・PLL設定 バンクの切り替えはFレジスタで行います.

Bank1

256バイト

Aレジスタ (アキュムレータ) Xレジスタ (インデックス) PC (プログラムカウンタ) SP (スタックポインタ) Fレジスタ (フラグレジスタ)

M8 MPU のレジスタ構成

全てのインターナルレジスタは8ビット.ただし,PCは16ビット A,X,PCレジスタはリセット後,0クリアされます SPは次のスタック位置を指します.0XFFを指している状態 でPUSH命令を実行すると0X00へロールします.

(21)

4. Cソースのコーディング(main.c)

M8Cは最初に ハードウェア機能 設定をします (Bank0/Bank1 レジスタに初期データを 書き込みます) このデータはGUIで パラメータ入力した ものです 実際のデータ生成はC ソースのコンパイル前 のGCで行われます

GC

:Generate Configuration

(22)

21 Mikami Consulting

5. 書き込み(ISP)とデバッグ

デバッグ

画面

(23)

Memo

• フォローアップURL

http://mikami.a.la9.jp/meiji/MEIJI.HTM

• 担当講師

• 三上廉司(みかみれんじ)

Renji_Mikami(at_mark)nifty.com (Default - Recommended)

mikami(at_mark)meiji.ac.jp (Alternative)

参照

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