深圳长欣自动化设备有限公司
2025年02月28日 星期五

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  • IPSYS01

  • 品牌:BAILEY
  • 规格:IPSYS01
  • 材质:IPSYS01
  • 产地:瑞士
  • 更新时间:2015-05-25
  • 联系方式

    15359298206  /  0592-2350733

    周忆 女士(销售工程师

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详细信息

IPSYS01

*高速实时的中断响应。MCU响应中断的时间非常快,一般只需要5个系统时钟周期。中断响应速度快,CPU花费在等待方面的时间少,这可以节省不少的等待功耗。


  *灵活的I/O设置。MCU的I/0口资源丰富,配置灵活。有三种配置方式:漏极开路、推拉输出和弱上拉方式。用户可以根据实际需要通过相关寄存器的设置来禁止或使能这些方式。其中将端口配置成漏极开路方式是省电的方式。另外,MCU片上没有用到的其他外设可以通过软件来关闭。总之,根据项目的要求,灵活运用MCU的各种低功耗特性,通过软件的控制,就可以很好地实现低功耗的要求。


  使用每MIPS功耗来衡量MCU的低功耗性能是相对比较准确。比如执行一个需要10K条指令的任务,甲MCU的工作电流为3mA,速度为10MIPS,则甲MCU需要工作lmS完成该任务,消耗3mA*1ms*Vcc,然后甲MCU就可以进入低功耗模式了。而乙MCU的工作电流为1mA,速度为2MIPS,则乙MCU需要工作5mS完成,这样乙MCU完成该任务的消耗为1mA*5mS*Vcc。电流大但是速度快的MCU可能更省电!


  4、MCU在低功耗方面的设计方法怎样?


  一般来说,MCU的运行的速度越高,供电电压越高,功耗也就越高。要降低单片机系统的功耗,就要降低单片机系统的供电电压,降低MCU运行的频率。


  举例分析说明:客户要做一个无线计时类产品,使用电池做供电电源,要求平均功耗不超过200uA。该产品是间歇工作的:当收到数据时激活,快速处理数据;当空闲时进入休眠状态,来降低功耗,己有不少制造商可达150μA以满兰客户要求。例如,C8051F333型MCU。


  4.1看一下C8051F333的电气参数就知道了


  *正常模式,CPU从Flash取指令。


  IDD(当Vdd=3.6v F=25MHz时)为10.7mA-11.7mA;IDD (当Vdd=3.0v F=25MHz时)为7.mA-8.3mA;IDD (当Vdd=3.6v F=1MHz时)为0.38mA;IDD (当Vdd=3.0v F=80Hz时)为31μA。


  *Idel模式,CPU停止工作。


  IDD(当Vdd=3.6v F=25MHz时)为4.mA-5.2mA;IDD (当Vdd=3.0v F=25MHz时)为3.8mA-4.1mA;IDD (当Vdd=3.6v F=1MHz时)为0.2mA;IDD (当Vdd=3.0v F=80Hz时)为16μA。


  光看上面两个模式的数据,肯定不行。因为要满足系统的运行速度,又要满足低功耗≥1MHZ的频率,则功耗都要超过客户的要求。而正确答案是:在不降低MCU运行速度(MCU处理数据时的运行频率是24.5MHZ)的情况下,客户使用C8051F333成功实现了低功耗的要求:比150μA还低, 真可谓鱼和熊掌兼得。


  4.2它是怎样实现的?


  见图1所示。使用了内外两种晶振。工作时使用内部高速晶振24.5MH2,空闲时切换到外部低速晶振32.768KH2,并且进入Idle模式。并且把没有用到的外设全部关闭,就这么简单。由此看出,功耗是一个系统的问题,单片机系统的功耗是由MCU和其外围电路的功耗共同决定的,低功耗是无数个细节省出来的。


  晶振电路不熟悉FPGA的内部结构,不了解可编程逻辑器件的基本原理。


  FPGA为什么是可以编程的?恐怕很多菜鸟不知道,他们也不想知道。因为他们觉得这是无关紧要的。他们潜意识的认为可编程嘛,肯定就是像写软件一样啦。软件编程的思想根深蒂固,看到Verilog或者VHDL就像看到C语言或者其它软件编程语言一样。一条条的读,一条条的分析。如果这些菜鸟们始终拒绝去了解为什么 FPGA是可以编程的,不去了解FPGA的内部结构,要想学会FPGA恐怕是天方夜谭。虽然现在EDA软件已经非常先进,像写软件那样照猫画虎 也能综合出点东西,但也许只有天知道EDA软件后综合出来的到底是什么。也许点个灯,跑个马还行。这样就是为什么很多菜鸟学了N久以后依然是一个菜鸟的原因。


  那么FPGA为什么是可以“编程”的呢?


  首先来了解一下什么叫 “程”。其实“程”只不过是一堆具有含义的01编码而已。编程,其实就是编写这些01编码。只不过我们现在有了很多开发工具,通常都不是直接编写这些 01编码,而是以语言的形式来编写,后由开发工具转换为这种01编码而已。对于软件编程而言,处理器会有一个专门的译码电路逐条把这些01编码翻译为各种控制信号,然后控制其内部的电路完成一个个的运算或者是其它操作。所以软件是一条一条的读,因为软件的操作是一步一步完成的。而FPGA的可编程,本质也是依靠这些01编码实现其功能的改变,但不同的是FPGA之所以可以完成不同的功能,不是依靠像软件那样将01编码翻译出来再去控制一个运算电路,FPGA里面没有这些东西。


  FPGA内部主要三块:可编程的逻辑单元、可编程的连线和可编程的IO模块。


FPGA内部主要三块:可编程的逻辑单元、可编程的连线和可编程的IO模块。


  可编程的逻辑单元是什么?其基本结构某种存储器(SRAM、FLASH等)制成的4输入或6输入1输出地“真值表”加上一个D触发器构成。任何一个4输入1输出组合逻辑电路,都有一张对应的“真值表”,同样的如果用这么一个存储器制成的4输入1输出地“真值表”,只需要修改其“真值表” 内部值就可以等效出任意4输入1输出的组合逻辑。这些“真值表”内部值是什么?就是那些01编码而已。如果要实现时序逻辑电路怎么办?这不又D触发器嘛, 任何的时序逻辑都可以转换为组合逻辑+D触发器来完成。但这毕竟只实现了4输入1输出的逻辑电路而已,通常逻辑电路的规模那是相当的大哦。那怎么办呢?这个时候就需要用到可编程连线了。在这些连线上有很多用存储器控制的链接点,通过改写对应存储器的值就可以确定哪些线是连上的而哪些线是断开的。这就可以把很多可编程逻辑单元组合起来形成大型的逻辑电路。后就是可编程的IO,这其实是FPGA作为芯片级使用要注意的。任何芯片都必然有输入引脚和输出引脚。有可编程的IO可以任意的定义某个非引脚(FPGA中有专门的非用户可使用的测试、下载用引脚)为输入还是输出,还可以对IO的电平标准进行设置。


  总归一句话,FPGA之所以可编程是因为可以通过特殊的01代码制作成一张张“真值表”,并将这些“真值表”组合起来以实现大规模的逻辑功能。不了解FPGA内部结构,就不能明白终代码如何变到FPGA里面去的。也就无法深入的了解如何能够充分运用FPGA。现在的FPGA,不单单是有前面讲的那三块,还有很多的硬件功能单元,如何利用好这些单元实现复杂的逻辑电路设计,是从菜鸟迈向高手的路上要克服的障碍。而这,还是先从了解 FPGA内部逻辑及其工作原理做起。


  2、错误理解HDL语言,怎么看都看不出硬件结构。


  HDL语言的英语全称是:Hardware Description Language,注意这个单词Description,而不是Design。老外为什么要用Description这个词而不是Design呢?因为 HDL确实不是用用来设计硬件的,而仅仅是用来描述硬件的。

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