PSoC Express实施透明无代码PSoC应用开发

2011-01-12 21:33:23来源: 互联网

  PSoC作为可编程的系统级芯片(SoC),克服了SoC制设计制造周期长和成本高的缺点。其集成了微控制器以及嵌入式系统中通常位于微控制器周围的模拟及数字组件。它具有混合信号ASIC的优势,同时又无需ASIC NRE或设计完成时间。从而帮助客户节约设计时间和板上面积,降低了功耗及系统成本。

  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*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。

  透明化应用开发过程

  使用PSoC Express的开发过程

  1. 选择输入和输出

  运行PSoC Express,选择Design选项夹,根据设计的需要选择相应的输入、输出和接口驱动器。如果有的话,根据要求设定驱动器的参数。

  2. 定义输出的行为

  根据不同的输入变化,来定义系统的输出行为。系统的输入输出的关系相对比较简单的直接使用输出驱动器的传输函数来定义输入和输出的相应关系。通过鼠标右键点击输出驱动器选择传输函数,输出驱动器提供三种传输函数:优先编码器、状态编码器和表格对应器。通过使用这三种传输函数建立起输入和输出的关系。输入输出的关系相对比较复杂的则需要使用*估器(Valuator),传输函数*估器包含6个传输函数,它们除了输出驱动器里提到的三种以外,还有环状延时(LoopDelay)、状态机和阈值(SetPointRegin)三种传输函数。选择更合适的传输函数来产生中间结果作为输出驱动器的输入。

  3. 仿真和验证

  仿真为软仿真。它主要通过交互式的方式,移动或单击输入器件旁的图形或小窗口来改变输入的值或状态,输出驱动器和*估器的状态或数值显示图形块中的参数值随即发生相应的变化,通过观察这个变化,用户可以*估和验证他的设计是否实现他所要的结果。

  4.生成系统文件及使用编程器下载十六进制编程文件到PSoC芯片。

  通常如果顺利的话,软件设计便大功告成。PSoC芯片的运行结果将满足设计工程师的预期。但是,如果PSoC芯片的运行结果没有满足设计工程师的预期,则他需要重新检查他的整个设计过程。有些项目需要通过仔细调节输入驱动器的某些参数,才能达到设计工程师的预期效果。早先的PSoC Express版本,由于没有提供有效的调试方法,当用户遇到诸如此类的问题时,便会有手足无措的感觉、或者仿佛感到PSoC芯片象一个黑匣子,其中间过程和中间结果不得而知。调试过程非常盲目。

  现在PSoC Express 3.0版本为用户提供了Monitor功能。它使用USB到I2C的转接器将PSoC芯片和PC上的PSoC Express开发环境连接起来,在用户用PSoC Express开发项目时增加一个步骤,即第一个阶段选择输入和输出时,从接口驱动器中选择一个从的I2C驱动器加入到项目中即可。几乎所有的的PSoC芯片都包含有I2C资源。当PSoC运行时,启动Monitor功能,就可以在PSoC Express开发环境的输出窗口中看到所有中间变量的实时数据,它可以将多个中间变量的实时数据以动态曲线的方式给出。对有些驱动器,在Monitor的功能里,还提供调谐功能,并提供专用输入驱动器参数调节窗口,当你在这个窗口里调节某一个参数时,马上就可以看到受影响的曲线是如何变化的。通过这么一个简单的工具和PSoC Express所集成的Monitor功能,使得无代码的PSoC应用开发透明化。使得用户开发和调试项目变得更轻松而且更有趣。

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关键字:PSoC

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2011/0112/article_1534.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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