PSoC Express實(shí)施透明無(wú)代碼PSoC應(yīng)用開發(fā)

　　PSoC作為可編程的系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)，克服了SoC制設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)和成本高的缺點(diǎn)。其集成了微控制器以及嵌入式系統(tǒng)中通常位于微控制器周圍的模擬及數(shù)字組件。它具有混合信號(hào)ASIC的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又無(wú)需ASIC NRE或設(shè)計(jì)完成時(shí)間。從而幫助客戶節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間和板上面積，降低了功耗及系統(tǒng)成本。

　　PSoC(可編程片上系統(tǒng))是Cypress半導(dǎo)體生產(chǎn)的包含有8位微處理器核和數(shù)字與模擬混合信號(hào)陣列的可編程片上系統(tǒng)。其應(yīng)用領(lǐng)域與8位的MCU相同。區(qū)別于8位的MCU，PSoC的周邊數(shù)字資源(如定時(shí)器、PWM、UART等等)和周邊模擬資源(放大器、比較器、濾波器等等)以數(shù)字模塊和模擬模塊的方式提供。不同型號(hào)的PSoC芯片的差異主要在于其擁有的數(shù)字模塊和模擬模塊的數(shù)量的不同。用戶可以根據(jù)自己的需要來(lái)定義這些模塊。PSoC的集成開發(fā)環(huán)境PSoC Designer也預(yù)先為用戶定義了七十多個(gè)常用的數(shù)字和模擬資源供用戶選擇。如數(shù)字資源有:定時(shí)器、PWM、UART、SPI、CRC、PRS等等；模擬資源有放大器、比較器、濾波器等等；AD和DA轉(zhuǎn)換器由若干數(shù)字模塊和模擬模塊組合而成。所有這些預(yù)定義的模塊被稱之為用戶模塊。PSoC Designer也為用戶提供這些用戶模塊的API函數(shù)供用戶編程時(shí)調(diào)用。在PSoC Express出現(xiàn)以前，開發(fā)PSoC的應(yīng)用項(xiàng)目與MCU的應(yīng)用開發(fā)相似，使用PSoC Designer集成開發(fā)環(huán)境根據(jù)項(xiàng)目的需要調(diào)用和配置資源(用戶模塊)，編寫代碼(C或匯編)，編譯，調(diào)試….

　　現(xiàn)在由于PSoC Express可以在更高的抽象概念水平上運(yùn)行，且無(wú)需匯編或C的軟件開發(fā)，因此設(shè)計(jì)人員只需要數(shù)小時(shí)或數(shù)天時(shí)間即可完成對(duì)PSoC器件的新設(shè)計(jì)開發(fā)、仿真及編程，而不再耗時(shí)數(shù)周乃至數(shù)月。由于其采用無(wú)縫多重處理器架構(gòu)、具有設(shè)計(jì)可視化功能，包含豐富的驅(qū)動(dòng)程序庫(kù)和多種傳輸函數(shù)的*估器以及軟仿真功能，因此系統(tǒng)開發(fā)工程師采用PSoC Express工具能夠更快地完成設(shè)計(jì)工作，并實(shí)現(xiàn)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的無(wú)代碼、可視化應(yīng)用開發(fā)變得透明化。對(duì)某些比較復(fù)雜的應(yīng)用，需要及時(shí)調(diào)節(jié)或修改某些參數(shù)時(shí)，不會(huì)再有那種捉摸不定和黑匣子的感覺(jué)。使你的調(diào)試過(guò)程更從容、更快、更有效率。

　　透明化應(yīng)用開發(fā)過(guò)程

　　使用PSoC Express的開發(fā)過(guò)程

　　1. 選擇輸入和輸出

　　運(yùn)行PSoC Express，選擇Design選項(xiàng)夾，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要選擇相應(yīng)的輸入、輸出和接口驅(qū)動(dòng)器。如果有的話，根據(jù)要求設(shè)定驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)。

　　2. 定義輸出的行為

　　根據(jù)不同的輸入變化，來(lái)定義系統(tǒng)的輸出行為。系統(tǒng)的輸入輸出的關(guān)系相對(duì)比較簡(jiǎn)單的直接使用輸出驅(qū)動(dòng)器的傳輸函數(shù)來(lái)定義輸入和輸出的相應(yīng)關(guān)系。通過(guò)鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊輸出驅(qū)動(dòng)器選擇傳輸函數(shù)，輸出驅(qū)動(dòng)器提供三種傳輸函數(shù)：優(yōu)先編碼器、狀態(tài)編碼器和表格對(duì)應(yīng)器。通過(guò)使用這三種傳輸函數(shù)建立起輸入和輸出的關(guān)系。輸入輸出的關(guān)系相對(duì)比較復(fù)雜的則需要使用*估器(Valuator)，傳輸函數(shù)*估器包含6個(gè)傳輸函數(shù)，它們除了輸出驅(qū)動(dòng)器里提到的三種以外，還有環(huán)狀延時(shí)(LoopDelay)、狀態(tài)機(jī)和閾值(SetPointRegin)三種傳輸函數(shù)。選擇更合適的傳輸函數(shù)來(lái)產(chǎn)生中間結(jié)果作為輸出驅(qū)動(dòng)器的輸入。

　　3. 仿真和驗(yàn)證

　　仿真為軟仿真。它主要通過(guò)交互式的方式，移動(dòng)或單擊輸入器件旁的圖形或小窗口來(lái)改變輸入的值或狀態(tài)，輸出驅(qū)動(dòng)器和*估器的狀態(tài)或數(shù)值顯示圖形塊中的參數(shù)值隨即發(fā)生相應(yīng)的變化，通過(guò)觀察這個(gè)變化，用戶可以*估和驗(yàn)證他的設(shè)計(jì)是否實(shí)現(xiàn)他所要的結(jié)果。

　　4.生成系統(tǒng)文件及使用編程器下載十六進(jìn)制編程文件到PSoC芯片。

　　通常如果順利的話，軟件設(shè)計(jì)便大功告成。PSoC芯片的運(yùn)行結(jié)果將滿足設(shè)計(jì)工程師的預(yù)期。但是，如果PSoC芯片的運(yùn)行結(jié)果沒(méi)有滿足設(shè)計(jì)工程師的預(yù)期，則他需要重新檢查他的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。有些項(xiàng)目需要通過(guò)仔細(xì)調(diào)節(jié)輸入驅(qū)動(dòng)器的某些參數(shù)，才能達(dá)到設(shè)計(jì)工程師的預(yù)期效果。早先的PSoC Express版本，由于沒(méi)有提供有效的調(diào)試方法，當(dāng)用戶遇到諸如此類的問(wèn)題時(shí)，便會(huì)有手足無(wú)措的感覺(jué)、或者仿佛感到PSoC芯片象一個(gè)黑匣子，其中間過(guò)程和中間結(jié)果不得而知。調(diào)試過(guò)程非常盲目。

　　現(xiàn)在PSoC Express 3.0版本為用戶提供了Monitor功能。它使用USB到I2C的轉(zhuǎn)接器將PSoC芯片和PC上的PSoC Express開發(fā)環(huán)境連接起來(lái)，在用戶用PSoC Express開發(fā)項(xiàng)目時(shí)增加一個(gè)步驟，即第一個(gè)階段選擇輸入和輸出時(shí)，從接口驅(qū)動(dòng)器中選擇一個(gè)從的I2C驅(qū)動(dòng)器加入到項(xiàng)目中即可。幾乎所有的的PSoC芯片都包含有I2C資源。當(dāng)PSoC運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)Monitor功能，就可以在PSoC Express開發(fā)環(huán)境的輸出窗口中看到所有中間變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，它可以將多個(gè)中間變量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以動(dòng)態(tài)曲線的方式給出。對(duì)有些驅(qū)動(dòng)器，在Monitor的功能里，還提供調(diào)諧功能，并提供專用輸入驅(qū)動(dòng)器參數(shù)調(diào)節(jié)窗口，當(dāng)你在這個(gè)窗口里調(diào)節(jié)某一個(gè)參數(shù)時(shí)，馬上就可以看到受影響的曲線是如何變化的。通過(guò)這么一個(gè)簡(jiǎn)單的工具和PSoC Express所集成的Monitor功能，使得無(wú)代碼的PSoC應(yīng)用開發(fā)透明化。使得用戶開發(fā)和調(diào)試項(xiàng)目變得更輕松而且更有趣。