系統(tǒng)級(jí)可編程能力助力嵌入式應(yīng)用

　　在您曾經(jīng)從事的嵌入項(xiàng)目中，有多少在項(xiàng)目生命周期各階段成功過(guò)渡而不需要重做系統(tǒng)設(shè)計(jì)、物料清單、布線等呢?如果您的答案與嵌入業(yè)界的大部分人一樣低于百分之百，則您可以考慮采用嵌入設(shè)計(jì)的一種新方法，它有望節(jié)省您的時(shí)間、金錢和煩惱。本文中，我們將探討您日常面對(duì)的嵌入設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，并以實(shí)用的方式探討如何運(yùn)用系統(tǒng)級(jí)的可編程能力克服這些挑戰(zhàn)。首先，簡(jiǎn)介什么是真正的可編程能力。

　　真正的系統(tǒng)級(jí)可編程能力

　　我們將這一話題分為三部分分別進(jìn)行說(shuō)明：編程能力、系統(tǒng)級(jí)、真正。可編程能力不應(yīng)與可配置能力混淆，而是指使用基本結(jié)構(gòu)塊構(gòu)建功能的能力。該定義下，這些基本結(jié)構(gòu)塊在硬件中實(shí)施，并通過(guò)配置寄存器、數(shù)據(jù)路徑和信號(hào)路徑共同用于構(gòu)建某個(gè)功能。例如，圖1中描述了賽普拉斯(Cypress)下一代PSoC設(shè)備架構(gòu)PSoC 3 和 PSoC 5中實(shí)施真正系統(tǒng)級(jí)可編程能力的基本結(jié)構(gòu)塊。圖中突出顯示的這些基本結(jié)構(gòu)塊包括高性能的8位8051 (PSoC 3) 或32位ARM Cortex M-3 (PSoC 5) 處理器、可編程時(shí)鐘樹(shù)、Universal Digital Block (UDB，通用數(shù)字塊)、可編程模擬塊和可編程路由和相互連接(模擬、數(shù)字和系統(tǒng)總線)。

　　PSoC 3和 PSoC 5架構(gòu)中的時(shí)鐘系統(tǒng)使一組模擬和數(shù)字時(shí)鐘支持各種外圍設(shè)備，例如ADC、PWM、計(jì)數(shù)器等。八個(gè)單獨(dú)源的 16 位時(shí)鐘分頻器用于數(shù)字系統(tǒng)外設(shè)，四個(gè)單獨(dú)源的 16 位時(shí)鐘分頻器用于模擬系統(tǒng)外圍設(shè)備，所有分頻器與一套四個(gè)內(nèi)部或二個(gè)外部時(shí)鐘脈沖源連接，形成強(qiáng)大的時(shí)鐘數(shù)。

　　每個(gè) UDB 是一個(gè)非常強(qiáng)大、靈活的數(shù)字邏輯時(shí)鐘。PSoC 3 和 PSoC 5 架構(gòu)中的每個(gè) UDB 包括一個(gè)基于 ALU 的八位數(shù)據(jù)路徑、兩個(gè)細(xì)粒度 PLD、一個(gè)控制和狀態(tài)模塊以及一個(gè)時(shí)鐘和復(fù)位模塊。這些元件可以共同執(zhí)行低端微控制器的功能，也可以將它們與其他UDB連接起來(lái)實(shí)現(xiàn)更大的功能，或者由他們實(shí)現(xiàn)數(shù)字外圍設(shè)備，例如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、PWM、UART、I2C、SPI、CRC等，某些PSoC 3和 PSoC 5設(shè)備家族采用24個(gè)UDB，您甚至可以在8051或ARM Cortex-M3 處理器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn) 24 核處理器，或內(nèi)部 DMA(一個(gè)非常強(qiáng)大的架構(gòu))。