Inbetriebnahme und Untersuchung der Möglichkeiten des Cypress PSoC Entwicklungssystems
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Inhaltsangabe:Einleitung: Im Laufe der Zeit wurden elektronische Geräte immer kleiner und vor allem preisgünstiger, dabei steigt die Anzahl der Funktionen weiter. Anfangs waren viele Röhren oder Transistoren nötig um einfachste Aufgaben zu lösen. Seit der Verfügbarkeit von integrierten Schaltkreisen mittlerer Dichte ist es mögliche ein Computersystem auf einer einzigen Leiterplatte unterzubringen. Durch Ändern der Software kann der gleiche Computer an verschiedene Aufgaben angepasst. Da Programme im Betrieb nachgeladen werden können, ist eine dynamische Anpassung an die jeweilige Betriebssituation möglich. Durch Integration aller für eine programmierbare Steuerung nötigen Elemente auf einem Chip entstand der Mikrocontroller. Dieser war anfangs ein Computer geringer Leistung, welcher jedoch Programm- und Datenspeicher neben dem Mikroprozessor bereits auf dem Chip enthält. Nach und nach wurden leistungsfähigere System mit zusätzlichen Peripheriefunktionen entwickelt. Je mehr Komponenten in ein gemeinsames Bauteil verlagert werden, umso zuverlässiger und günstiger können die daraus gefertigten Produkte sein, denn die Anzahl einzelner Bauteilgehäuse und Verbindungsstellen reduziert sich. In aktuellen Mikrocontrollern nehmen Peripheriekomponenten wie z. B. USB- und Netzwerkschnittstellen mehr Fläche in Anspruch als die Hauptkomponenten. Es werden ganze Computersystem auf einem Chip zusammengefasst, daher stammt die Bezeichnung System-on-Chip. Problematisch ist noch die Kombination von Systemen verschiedener Anforderungskategorien auf einem gemeinsamen Chip. Das können z. B. Leistungsschalter für hohe Ströme und Spannungen neben hochintegrierten Rechnerstrukturen sowie präzisen Messschaltungen sein. Deshalb befinden sich der Spannungswandler zur Versorgung des Mikrocontrollers, der Controller selbst sowie analoge Komponenten, z. B. Signalverstärker meistens als separate Bauelemente auf der Platine. Programmierbare analoge Bausteine z. B. von Anadigm ermöglichen es verschiedene analoge Funktionen in einem Bauteil zusammenzufassen und deren Parameter zur Laufzeit zu ändern. Diesen Bausteine haben den Nachteil, dass sie ihre Konfiguration von einem externen Speicher laden, der ebenfalls auf die Platine unterzubringen ist. Eine dynamische Anpassung ist nur durch einen zusätzlichen Mikrocontroller möglich. Eine Ein-Chip-Lösung mit analogen und digitalen programmierbaren Komponenten sowie einem Mikrocontroller mit nicht flüchtigem Programmspeicher wird [...], PDF, 17.01.2011.

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Inhaltsangabe:Einleitung: Im Laufe der Zeit wurden elektronische Geräte immer kleiner und vor allem preisgünstiger, dabei steigt die Anzahl der Funktionen weiter. Anfangs waren viele Röhren oder Transistoren nötig um einfachste Aufgaben zu lösen. Seit der Verfügbarkeit von integrierten Schaltkreisen mittlerer Dichte ist es mögliche ein Computersystem auf einer einzigen Leiterplatte unterzubringen. Durch Ändern der Software kann der gleiche Computer an verschiedene Aufgaben angepasst. Da Programme im Betrieb nachgeladen werden können, ist eine dynamische Anpassung an die jeweilige Betriebssituation möglich. Durch Integration aller für eine programmierbare Steuerung nötigen Elemente auf einem Chip entstand der Mikrocontroller. Dieser war anfangs ein Computer geringer Leistung, welcher jedoch Programm- und Datenspeicher neben dem Mikroprozessor bereits auf dem Chip enthält. Nach und nach wurden leistungsfähigere System mit zusätzlichen Peripheriefunktionen entwickelt. Je mehr Komponenten in ein gemeinsames Bauteil verlagert werden, umso zuverlässiger und günstiger können die daraus gefertigten Produkte sein, denn die Anzahl einzelner Bauteilgehäuse und Verbindungsstellen reduziert sich. In aktuellen Mikrocontrollern nehmen Peripheriekomponenten wie z. B. USB- und Netzwerkschnittstellen mehr Fläche in Anspruch als die Hauptkomponenten. Es werden ganze Computersystem auf einem Chip zusammengefasst, daher stammt die Bezeichnung System-on-Chip. Problematisch ist noch die Kombination von Systemen verschiedener Anforderungskategorien auf einem gemeinsamen Chip. Das können z. B. Leistungsschalter für hohe Ströme und Spannungen neben hochintegrierten Rechnerstrukturen sowie präzisen Messschaltungen sein. Deshalb befinden sich der Spannungswandler zur Versorgung des Mikrocontrollers, der Controller selbst sowie analoge Komponenten, z. B. Signalverstärker meistens als separate Bauelemente auf der Platine. Programmierbare analoge Bausteine z. B. von Anadigm ermöglichen es verschiedene analoge Funktionen in einem Bauteil zusammenzufassen und deren Parameter zur Laufzeit zu ändern. Diesen Bausteine haben den Nachteil, dass sie ihre Konfiguration von einem externen Speicher laden, der ebenfalls auf die Platine unterzubringen ist. Eine dynamische Anpassung ist nur durch einen zusätzlichen Mikrocontroller möglich. Eine Ein-Chip-Lösung mit analogen und digitalen programmierbaren Komponenten sowie einem Mikrocontroller mit nicht flüchtigem Programmspeicher wird [...], PDF, 17.01.2011.

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Inbetriebnahme und Untersuchung der Möglichkeiten des Cypress PSoC Entwicklungssystems: Inhaltsangabe:Einleitung: Im Laufe der Zeit wurden elektronische Geräte immer kleiner und vor allem preisgünstiger, dabei steigt die Anzahl der Funktionen weiter. Anfangs waren viele Röhren oder Transistoren nötig um einfachste Aufgaben zu lösen. Seit der Verfügbarkeit von integrierten Schaltkreisen mittlerer Dichte ist es mögliche ein Computersystem auf einer einzigen Leiterplatte unterzubringen. Durch Ändern der Software kann der gleiche Computer an verschiedene Aufgaben angepasst. Da Programme im Betrieb nachgeladen werden können, ist eine dynamische Anpassung an die jeweilige Betriebssituation möglich. Durch Integration aller für eine programmierbare Steuerung nötigen Elemente auf einem Chip entstand der Mikrocontroller. Dieser war anfangs ein Computer geringer Leistung, welcher jedoch Programm- und Datenspeicher neben dem Mikroprozessor bereits auf dem Chip enthält. Nach und nach wurden leistungsfähigere System mit zusätzlichen Peripheriefunktionen entwickelt. Je mehr Komponenten in ein gemeinsames Bauteil verlagert werden, umso zuverlässiger und günstiger können die daraus gefertigten Produkte sein, denn die Anzahl einzelner Bauteilgehäuse und Verbindungsstellen reduziert sich. In aktuellen Mikrocontrollern nehmen Peripheriekomponenten wie z. B. USB- und Netzwerkschnittstellen mehr Fläche in Anspruch als die Hauptkomponenten. Es werden ganze Computersystem auf einem Chip zusammengefasst, daher stammt die Bezeichnung System-on-Chip. Problematisch ist noch die Kombination von Systemen verschiedener Anforderungskategorien auf einem gemeinsamen Chip. Das können z. B. Leistungsschalter für hohe Ströme und Spannungen neben hochintegrierten Rechnerstrukturen sowie präzisen Messschaltungen sein. Deshalb befinden sich der Spannungswandler zur Versorgung des Mikrocontrollers, der Controller selbst sowie analoge Komponenten, z. B. Signalverstärker meistens als separate Bauelemente auf der Platine. Programmierbare analoge Bausteine z. B. von Anadigm ermöglichen es verschiedene analoge Funktionen in einem Bauteil zusammenzufassen und deren Parameter zur Laufzeit zu ändern. Diesen Bausteine haben den Nachteil, dass sie ihre Konfiguration von einem externen Speicher laden, der ebenfalls auf die Platine unterzubringen ist. Eine dynamische Anpassung ist nur durch einen zusätzlichen Mikrocontroller möglich. Eine Ein-Chip-Lösung mit analogen und digitalen programmierbaren Komponenten sowie einem Mikrocontroller mit nicht flüchtigem Programmspeicher wird [...], Ebook.

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Inhaltsangabe:Einleitung: Im Laufe der Zeit wurden elektronische Geräte immer kleiner und vor allem preisgünstiger, dabei steigt die Anzahl der Funktionen weiter. Anfangs waren viele Röhren oder Transistoren nötig um einfachste Aufgaben zu lösen. Seit der Verfügbarkeit von integrierten Schaltkreisen mittlerer Dichte ist es mögliche ein ... Inhaltsangabe:Einleitung: Im Laufe der Zeit wurden elektronische Geräte immer kleiner und vor allem preisgünstiger, dabei steigt die Anzahl der Funktionen weiter. Anfangs waren viele Röhren oder Transistoren nötig um einfachste Aufgaben zu lösen. Seit der Verfügbarkeit von integrierten Schaltkreisen mittlerer Dichte ist es mögliche ein Computersystem auf einer einzigen Leiterplatte unterzubringen. Durch Ändern der Software kann der gleiche Computer an verschiedene Aufgaben angepasst. Da Programme im Betrieb nachgeladen werden können, ist eine dynamische Anpassung an die jeweilige Betriebssituation möglich. Durch Integration aller für eine programmierbare Steuerung nötigen Elemente auf einem Chip entstand der Mikrocontroller. Dieser war anfangs ein Computer geringer Leistung, welcher jedoch Programm- und Datenspeicher neben dem Mikroprozessor bereits auf dem Chip enthält. Nach und nach wurden leistungsfähigere System mit zusätzlichen Peripheriefunktionen entwickelt. Je mehr Komponenten in ein gemeinsames Bauteil verlagert werden, umso zuverlässiger und günstiger können die daraus gefertigten Produkte sein, denn die Anzahl einzelner Bauteilgehäuse und Verbindungsstellen reduziert sich. In aktuellen Mikrocontrollern nehmen Peripheriekomponenten wie z. B. USB- und Netzwerkschnittstellen mehr Fläche in Anspruch als die Hauptkomponenten. Es werden ganze Computersystem auf einem Chip zusammengefasst, daher stammt die Bezeichnung System-on-Chip. Problematisch ist noch die Kombination von Systemen verschiedener Anforderungskategorien auf einem gemeinsamen Chip. Das können z. B. Leistungsschalter für hohe Ströme und Spannungen neben hochintegrierten Rechnerstrukturen sowie präzisen Messschaltungen sein. Deshalb befinden sich der Spannungswandler zur Versorgung des Mikrocontrollers, der Controller selbst sowie analoge Komponenten, z. B. Signalverstärker meistens als separate Bauelemente auf der Platine. Programmierbare analoge Bausteine z. B. von Anadigm ermöglichen es verschiedene analoge Funktionen in einem Bauteil zusammenzufassen und deren Parameter zur Laufzeit zu ändern. Diesen Bausteine haben den Nachteil, dass sie ihre Konfiguration von einem externen Speicher laden, der ebenfalls auf die Platine unterzubringen ist. Eine dynamische Anpassung ist nur durch einen zusätzlichen Mikrocontroller möglich. Eine Ein-Chip-Lösung mit analogen und digitalen programmierbaren Komponenten sowie einem Mikrocontroller mit nicht flüchtigem Programmspeicher wird von der Firma Cypress Semiconductor Corporation angeboten. Der Mikrocontroller dieses Programmable-System-on-Chip PSoC® programmiert die Funktion digitale Logikbausteine zur Laufzeit und kann sie jederzeit ändern. Eine Besonderheit sind die analogen Schaltungsblöcke, deren Verhalten ebenfalls zur Laufzeit bestimmt wird. Es können bspw. einstellbare Verstärker oder Filter realisiert werden. Ein integrierter Schaltwandler ermöglicht den Betrieb an einer Spannung von nur 1,1 V. Sie wird auf die für den Chip nötige Betriebsspannung hochgesetzt. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Einsatzmöglichkeiten des PSoC® zur Realisierung analoger Filter. Verstärker werden ebenfalls behandelt. Alle dargestellten Versuche werden mit dem CY8C29466 der PSoC-1-Familie durchgeführt. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: 1.Grundlagen4 1.1Signale4 1 2Signalverarbeitung5 1 2 1LTI- und LSI-Filter5 1 2 2Sonstige Filter 6 1 3Realisierung von LTI-Filtern6 1 3 1Approximationsvarianten von IIR-Filtern7 1 3 2Tiefpass 1 Ordnung ¿ kritisch gedämpfter Tiefpass8 1 3 3Filter höherer Ordnung9 1 3 4Filtersynthese am Beispiel der Butterworth-Approximation11 1 4Besonderheiten der Switched-Capacitor-Technik13 1 4 1SC-Widerstand13 1 4 2Z-Transformation14 2.Der PSoC 117 2 1PSoC-Kern17 2 2Analog-System17 2 2 1Continuous-Time-Block18 2 2 2Switched-Capacitor-Block19 2 2 3Usermodule22 2 3Digital-System23 3.Die Entwicklungsumgebung PSoC Designer¿24 3 1Eingabefenster24 3 2Schaltplaneingabe24 3 3Übertragen der Firmware26 4.Entwurf analoger System mit dem PSoC 127 4 1Tiefpässe27 4 1 1Verwendete Usermodule27 4 1 2Tiefpass 2 Ordnung28 4 1 3Tiefpass 4 Ordnung31 4 1 4Tiefpass 6 Ordnung32 4 1 5Tiefpass 8 Ordnung32 4 2Bandpässe33 4 2, PDF, 17.01.2011.

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Inhaltsangabe:Einleitung: Im Laufe der Zeit wurden elektronische Geräte immer kleiner und vor allem preisgünstiger, dabei steigt die Anzahl der Funktionen weiter. Anfangs waren viele Röhren oder Transistoren nötig um einfachste Aufgaben zu lösen. Seit der Verfügbarkeit von integrierten Schaltkreisen mittlerer Dichte ist es mögliche ein ... Inhaltsangabe:Einleitung: Im Laufe der Zeit wurden elektronische Geräte immer kleiner und vor allem preisgünstiger, dabei steigt die Anzahl der Funktionen weiter. Anfangs waren viele Röhren oder Transistoren nötig um einfachste Aufgaben zu lösen. Seit der Verfügbarkeit von integrierten Schaltkreisen mittlerer Dichte ist es mögliche ein Computersystem auf einer einzigen Leiterplatte unterzubringen. Durch Ändern der Software kann der gleiche Computer an verschiedene Aufgaben angepasst. Da Programme im Betrieb nachgeladen werden können, ist eine dynamische Anpassung an die jeweilige Betriebssituation möglich. Durch Integration aller für eine programmierbare Steuerung nötigen Elemente auf einem Chip entstand der Mikrocontroller. Dieser war anfangs ein Computer geringer Leistung, welcher jedoch Programm- und Datenspeicher neben dem Mikroprozessor bereits auf dem Chip enthält. Nach und nach wurden leistungsfähigere System mit zusätzlichen Peripheriefunktionen entwickelt. Je mehr Komponenten in ein gemeinsames Bauteil verlagert werden, umso zuverlässiger und günstiger können die daraus gefertigten Produkte sein, denn die Anzahl einzelner Bauteilgehäuse und Verbindungsstellen reduziert sich. In aktuellen Mikrocontrollern nehmen Peripheriekomponenten wie z. B. USB- und Netzwerkschnittstellen mehr Fläche in Anspruch als die Hauptkomponenten. Es werden ganze Computersystem auf einem Chip zusammengefasst, daher stammt die Bezeichnung System-on-Chip. Problematisch ist noch die Kombination von Systemen verschiedener Anforderungskategorien auf einem gemeinsamen Chip. Das können z. B. Leistungsschalter für hohe Ströme und Spannungen neben hochintegrierten Rechnerstrukturen sowie präzisen Messschaltungen sein. Deshalb befinden sich der Spannungswandler zur Versorgung des Mikrocontrollers, der Controller selbst sowie analoge Komponenten, z. B. Signalverstärker meistens als separate Bauelemente auf der Platine. Programmierbare analoge Bausteine z. B. von Anadigm ermöglichen es verschiedene analoge Funktionen in einem Bauteil zusammenzufassen und deren Parameter zur Laufzeit zu ändern. Diesen Bausteine haben den Nachteil, dass sie ihre Konfiguration von einem externen Speicher laden, der ebenfalls auf die Platine unterzubringen ist. Eine dynamische Anpassung ist nur durch einen zusätzlichen Mikrocontroller möglich. Eine Ein-Chip-Lösung mit analogen und digitalen programmierbaren Komponenten sowie einem Mikrocontroller mit nicht flüchtigem Programmspeicher wird von der Firma Cypress Semiconductor Corporation angeboten. Der Mikrocontroller dieses Programmable-System-on-Chip PSoC® programmiert die Funktion digitale Logikbausteine zur Laufzeit und kann sie jederzeit ändern. Eine Besonderheit sind die analogen Schaltungsblöcke, deren Verhalten ebenfalls zur Laufzeit bestimmt wird. Es können bspw. einstellbare Verstärker oder Filter realisiert werden. Ein integrierter Schaltwandler ermöglicht den Betrieb an einer Spannung von nur 1,1 V. Sie wird auf die für den Chip nötige Betriebsspannung hochgesetzt. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Einsatzmöglichkeiten des PSoC® zur Realisierung analoger Filter. Verstärker werden ebenfalls behandelt. Alle dargestellten Versuche werden mit dem CY8C29466 der PSoC-1-Familie durchgeführt. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: 1.Grundlagen4 1.1Signale4 1 2Signalverarbeitung5 1 2 1LTI- und LSI-Filter5 1 2 2Sonstige Filter 6 1 3Realisierung von LTI-Filtern6 1 3 1Approximationsvarianten von IIR-Filtern7 1 3 2Tiefpass 1 Ordnung ¿ kritisch gedämpfter Tiefpass8 1 3 3Filter höherer Ordnung9 1 3 4Filtersynthese am Beispiel der Butterworth-Approximation11 1 4Besonderheiten der Switched-Capacitor-Technik13 1 4 1SC-Widerstand13 1 4 2Z-Transformation14 2.Der PSoC 117 2 1PSoC-Kern17 2 2Analog-System17 2 2 1Continuous-Time-Block18 2 2 2Switched-Capacitor-Block19 2 2 3Usermodule22 2 3Digital-System23 3.Die Entwicklungsumgebung PSoC Designer¿24 3 1Eingabefenster24 3 2Schaltplaneingabe24 3 3Übertragen der Firmware26 4.Entwurf analoger System mit dem PSoC 127 4 1Tiefpässe27 4 1 1Verwendete Usermodule27 4 1 2Tiefpass 2 Ordnung28 4 1 3Tiefpass 4 Ordnung31 4 1 4Tiefpass 6 Ordnung32 4 1 5Tiefpass 8 Ordnung32 4 2Bandpässe33 4 2, 17.01.2011, PDF.

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