Dispositivos de Control 4 - Recursos PSoC

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA

DE YUCATAN

UADYDispositivos de control

Microcontrolador PSoC Familia 1

Subsistemas de Hardware y Software en Sistemas de señal Mezclada


DE YUCATAN



El PSoC Incorpora Recursos para 4 tipos de Actividades del sistema.

Sensado de Señales Analógicas. (Puertos Analógicos, ADCs, Filtros, Amplificadores, Comparadores, etc.)

Sensado y comunicación de datos Digitales. (Puertos Digitales, Controladores de Interrupción, Interfaces, etc.)

Ejecución de Algoritmos de Procesamiento y Control. (CPU)

Generación de Señales Actuadoras.


DE YUCATAN




DE YUCATAN



EL PSoC Incorpora Soporte de Hardware y Software en la forma de librerías y rutinas de firmware. La implementación de funciones complejas de control, comunicación y sensado se logra gracias a las dos principales características de su arquitectura: Programabilidad del Hardware e Integración de subsistemas en un solo chip.


DE YUCATAN


Microcontrolador PSoC Familia 1Configuración y Reconfiguración del Hardware.En el PSoC los módulos analógicos y digitales se pueden programar de manera independiente para cumplir con requerimientos específicos. Además esos mismos bloques pueden ser reconfigurados en tiempo real para cambiar su funcionamiento, por ejemplo es posible convertir un filtro pasa bajas en pasa altas o de Timer a Contador durante la ejecución del programa. De esta Manera es posible reutilizar los módulos en la misma aplicación para implementar diferentes funciones. Esto reduce el costo de la aplicación.También reduce el tiempo de diseño, ya que los diseñadores sonlo necesita reprogramar los módulos implementados, en lugar de diseñar el hardware desde cero.


DE YUCATAN



Existen 2 tipos de configuración del Hardware:

Configuración Estática. El sistema se programa una sola vez al inicio de su operación, y los bloques mantienen esa función durante el resto de su funcionamiento.

Configuración Dinámica. Después de la configuración inicial, los bloques son reprogramados para realizar diferentes funciones en tiempo real.


DE YUCATAN


Microcontrolador PSoC Familia 1Componentes de Hardware del PSoC. Subsistema de sensado de Señales Analógicas.

Matriz Configurable de Bloques Analógicos. Bus Analógico y Conexiones Programables.

Subsistema de Sensado, actuación y Procesamiento Digital. CPU. Subsistemas de Memoria. Bloques Programables Digitales.

Subsistema de Interrupción. Manejo de Interrupciones. Puertos de Entrada y Salida Generales. Buses del Sistema. Relojes del Sistema.


DE YUCATAN



Subsistema de sensado de Señales Analógicas. Incluye el hardware de sensado y procesado analógico de señales hasta de 100KHz.Matriz Configurable de Bloques Analógicos.

Son Varios circuitos y subsistemas de señal mezclada como Amplificadores, Comparadores, Filtros y Convertidores organizados como un arreglo bidimensional de bloques organizados por columnas. Existen dos tipos de bloques analógicos: Los Continuos (ACBxx) y los de Capacitores Conmutados (ASCxx y ASDxx).


DE YUCATAN



Matriz Configurable de Bloques Analógicos


DE YUCATAN



Subsistema de sensado de Señales Analógicas. Bus Analógico e Interconexiones Programables. Hay tres

estructuras de interconexión que unen la matriz analógica y a los bloques con las terminales de entrada/salida.○ Interconexión Programable Local. Se utiliza para conectar las

salidas de los bloques analógicos a las entradas de otro bloque para formar bloque mayores o complejos. También se utiliza para conectar las entradas de los bloques a las referencias internas de voltajes o a tierra.

○ Entrada al Bus Global Analógico. Se usa para interconectar las terminales de entrada a las entradas de los bloques analógicos.

○ Salida del bus analógico global. Se usa para conectar las salidas de los bloques analógicos a las terminales de salida.


DE YUCATAN


Microcontrolador PSoC Familia 1 Subsistema de Sensado, actuación y Procesamiento

Digital. Incluye los módulos que implementan las funciones de Interfase, Procesamiento y Comunicaciones Digitales. CPU. Es un Núcleo M8C a 24MHz Subsistemas de Memoria. Incluye la RAM donde se almacenan

datos, la Flash para almacenamiento de programa y constantes, y la SROM que proporciona 8 rutinas usadas frecuentemente por funciones del sistema.

Bloques Programables y Personalizables Digitales. Pueden ser hasta 16 bloques programables en uno de los siguientes modos: Timer, Contador, generador de banda muerta, CRCs, SPI y UART. Existen 2 tipos de Bloques Digitales, Los Bloques Programables Genéricos (DBBxx) y los Bloques Programables Personalizables (DCBxx)


DE YUCATAN


Microcontrolador PSoC Familia 1Bloques digitales Programables y

Personalizables


DE YUCATAN


Microcontrolador PSoC Familia 1 Subsistema de Interrupción. Las señales de Interrupción

notifican de manera inmediata al CPU de la ocurrencia de eventos predefinidos. Las Interrupciones se utilizan ampliamente para interconectar sensores, actuadores y otros dispositivos de I/O y proporcionan la ventaja de tener menor tiempo de respuesta y menor carga de procesamiento que el uso de “Polling”. Codificador de Prioridad. Es un circuito que selecciona la

interrupción pendiente de mayor prioridad. Tabla de Interrupciones. Permite la Rápida identificación de la

fuente de interrupción. Esto se logra asociando un identificador único a cada fuente de interrupción y usando ese identificador como índice en una tabla para encontrar la dirección donde se encuentra la ISR asociada a esa fuente.

Soporte para la Habilitación y deshabilitación de interrupciones.


DE YUCATAN



Subsistema de Interrupción


DE YUCATAN



Manejo de Interrupciones. Antes de Ejecutar una Instrucción el CPU determina si ha ocurrido una interrupción, Si es así, y las interrupciones se encuentran habilitadas, la interrupción de mayor prioridad es identificada y se ejecuta su ISR asociada. Al terminar esta, el programa interrumpido continua su ejecución.

Puertos de Entrada/Salida Generales. El PSoC incluye puertos programables de uso general. Cada uno de los pines de estos puertos puede ser configurado independientemente de los demás en diferentes modos de entrada y salida. Así mismo, pueden estar conectados al CPU o a Los Bloques Programables. También pueden ser programados para generar señales de interrupción al CPU.


DE YUCATAN



Buses del Sistema. Interconectan los Puertos de Entrada/Salida, los Bloques programables Digitales y Analógicos y el CPU. Están optimizados para ofrecer la mayor tasa posible de comunicación, así como tiempos de retraso de propagación cortos. El Subsistema de buses incluye el Bus de sistema que conecta el microcontrolador con sus subsistemas, Las Interconexiones globales digitales entre los puertos y los bloques programables, Las Interconexiones locales para los bloques digitales y analógicos.

Relojes del Sistema. El PSoC incluye tres fuentes de reloj posibles: El Oscilador Principal Interno, El Oscilador interno de Baja Velocidad, y Fuentes externas de reloj. El Reloj Principal interno puede operar en dos modos de precisión. El consumo de energía del PSoC esta relacionado con la velocidad del reloj, a mayor frecuencia, mayor consumo.


DE YUCATAN



Puertos de Entrada / Salida Globales.El PSoC Posee hasta 8 puertos de I/O de 8 bits

configurables. Cada bit del puerto corresponde a un bloque I/O de propósito general.

Cada bloque I/O de propósito general incluye una terminal en el chip, buffers de entrada, un registro de un bit, drivers de salida y lógica de configuración.

La lógica de configuración sirve para programar el GPIO en una amplia variedad de modos como son: su naturaleza (entrada o salida), Su conexión (al CPU, a la matriz digital o a la analógica) su tipo de driver y sus interrupciones.


DE YUCATAN



GPIO Drive Modes.El modo de cada terminal es elegido por medio

de los registros PRTxDM2. PRTxDM1 y PRTxDM0. Cada pin del puerto se encuentra controlado por los bits correspondientes de los tres registros de acuerdo a la siguiente tabla:


DE YUCATAN



Conexiones Hacia y Desde un GPIO. Estas conexiones pueden configurarse en una de

tres formas , dependiendo del modo de su driver y del valor del registro PRTxGS1. I/O Digital. Se logra poniendo a cero el bit

correspondiente en el registro PRTxGS. En este modo el acceso al pin se logra por medio del registro PRTxDR.

2. Global I/O. Se logra poniendo a 1 el bit correspondiente. Si el drive del pin es Hi-Z, El pin se conecta al Bus Global de entrada. Si esta en cualquier otro modo (excepto los analógicos ) se conecta al bus global de salida.

3. Analog I/O Block. Se logra poniendo su bit correspondiente en PRTxGS a 1 y los bits de drive en 110 (Hi-Z Analógica).


DE YUCATAN




DE YUCATAN



Buses del Sistema. Los Buses del sistema interconectan los

puertos de I/O con los diferentes subsistemas como son el CPU, la matriz de bloques digitales y analógicos , circuitos de reloj y memoria.

Estos Buses pueden agruparse en Bus Global del Sistema, Interconexión global digital (GIO,GIE,GOO,GOE) e Interconexiones analógicas.


DE YUCATAN



Dispositivos de Control 4 - Recursos PSoC

Documents

Transcript of Dispositivos de Control 4 - Recursos PSoC