Коммутационные микроконтроллеры

Шестнадцатиразрядные коммуникационные микроконтроллеры фирмы Infineon

Фирма Infineon выпускает шестнадцатиразрядные микроконтроллеры, входящие в состав трех семейств - семейства С166, семейства ХС166 и семейства коммуникационных микроконтроллеров. В семейство коммуникационных микроконтроллеров входят микроконтроллеры трех типов - C161U, C165H и C165UTAH (по состоянию на конец 2004 г.).

Коммуникационный микроконтроллер (КМК) имеет такую же базовую структуру и систему команд, как и микроконтроллеры семейства С166, но отличается от них наличием в группе периферийных устройств контроллера интерфейса USB или контроллера интерфейса IOM-2 или обоих названных контроллеров. Базовая структура и система команд микроконтроллеров семейства С166 рассмотрены в статье «Шестнадцатиразрядные микроконтроллеры семейства С166 фирмы Infineon».

Генератор тактового сигнала содержит схему PLL и может формировать тактовый сигнал с частотой f_cpu до 36Мгц.

Процессор КМК идентичен процессору микроконтроллеров семейства С166.

Внутренняя память представлена внутренним оперативным запоминающим устройством (IRAM) емкостью 3Кбайт, в котором могут храниться команды программы и данные. Имеется также постоянное запоминающее устройство BootROM, в котором хранится программа начальной загрузки IRAM.

Адресное пространство внешней памяти (EAS) имеет объем 2М (у КМК типа С161U) или 8М. КМК имеет четыре выхода CS для выбора внешних запоминающих устройств (у КМК типа C161U) или 5 выходов CS. В КМК формируются сигналы для арбитража внешней шины H/H при совместном ее использовании несколькими микроконтроллерами.

Корпус КМК имеет 144 вывода (Pin) или 100 выводов (у КМК типа С161U).

В группу периферийных устройств входят 6 параллельных портов ввода-вывода P (у КМК типа C161U) или 7 портов. Порты в сумме имеют 72 вывода (Pin P) или 56 выводов (у КМК типа С161U).

В группу периферийных устройств КМК всех типов также входят следующие устройства:

· асинхронно-синхронный канал ASC (USART),

· синхронный последовательный канал SSC (SPI),

· сторожевой таймер WDT,

· детектор тактового сигнала OWD,

· таймер реального времени RTC,

· блок таймеров общего назначения GPT1, имеющий 3 таймера,

· блок таймеров общего назначения GPT2, имеющий 2 таймера.

Эти периферийные устройства имеются и у микроконтроллеров семейства С166.

Кроме того, в группу периферийных устройств входит контроллер интерфейса USB (у КМК типа С161U и С165UTAH) и контроллер интерфейса IOM-2 (у КМК типа С165H и С165UTAH).

Система прерываний КМК, как и система прерываний микроконтроллеров семейства C166, содержит два контроллера прерываний - основной (IC) и дополнительный (PEC). Система прерываний КМК типа C161U и C165UTAH содержит третий контроллер прерываний - External PEC (EPEC), с использованием которого реализуется прямой доступ к памяти (DMA) при работе контроллера интерфейса USB.

В табл.1 и 2 приведены основные характеристики коммуникационных микроконтроллеров и отмечено наличие у них названных выше периферийных устройств.

Таблица 1

Тип КМК	f_cpu	IRAM	EAS	CS	H/H	Pin	P	Pin P
C161U	36	3K	2M	4	+	100	6	56
C165H	36	3K	8M	5	+	144	7	72
C165UTAH	36	3K	8M	5	+	144	7	72

Таблица 2

Тип КМК

ASC (USART)

SSC (SPI)

WDT

OWD

RTC

GPT1

GPT2

USB

EPEC

IOM-2

C161U

C165H

C165UTAH

Контроллер интерфейса USB предназначен для организации обмена данными по шине USB (Universal Serial Bus) с головным устройством (Host) шины, в качестве которого выступает персональный компьютер (PC). Для подключения к шине используются два вывода КМК - DPLS (D+) и DMNS (D-).

Передача ведется со скоростью 12 Мбит/с.

В контроллере интерфейса USB находятся 8 приемников/источников данных, каждый из которых является конечной точкой (Endpoint) канала передачи данных по шине USB.

Конечная точка с номером 0 предназначена для получения из PC управляющей информации и выдачи в PC информации о состоянии контроллера. Конечные точки с номерами 1 - 7 используются для приема и выдачи данных. В каждой конечной точке имеются два стека типа FIFO объемом 8 байт, один из которых используется для хранения получаемых данных, а другой - для хранения выдаваемых данных.

При передаче данных формируются пакеты. Каждый пакет содержит код синхронизации SYNC (8 битов) и код идентификации пакета PID (8 битов) и может содержать другие коды, назначение которых зависит от типа пакета, указанного в PID.

Используются пакеты трех типов - пакет-маркер (Token), пакет данных (Data) и пакет-подтверждение (Handshake).

Пакет-маркер поступает из PC. Код идентификации (IN или OUT) определяет его тип и указывает направление передачи данных. Далее следует код номера устройства, подключенного к шине, (7 бит) и код номера конечной точки в устройстве (4 бита).

Если задано направление передачи из PC в КМК (OUT), за пакетом-маркером из PC передается пакет с кодом идентификации Data, в котором за кодом идентификации следуют от 1 до 1023 байтов данных, и далее передается контрольный циклический код CRC (11 битов).

После окончания приема пакета данных контроллер интерфейса КМК выдает в шину пакет - подтверждение с кодом идентификации ACK, если код CRC в принятом пакете совпал с кодом CRC, вычисленным в процессе приема данных, или с кодом идентификации NACK, если обнаружена ошибка.

Если в пакете-маркере задано направление передачи из КМК в PC (IN), контроллер интерфейса КМК выдает в шину пакет данных, а из PC в КМК после окончания приема пакета данных выдается пакет-подтверждение.

Передача по шине трех пакетов - маркера, данныхх и подтверждения образует транзакцию. Передача сообщений по шине USB состоит из последовательности транзакций.

Кроме пакетов-маркеров, используемых при обмене данными, применяются пакеты-маркеры для конфигурирования контроллера интерфейса в КМК с кодом идентификации SETUP и пакеты-маркеры для синхронизации работы устройств, подключенных к шине USB, с кодом идентификации SOF.

Контроллер прерываний EPEC (External Peripheral Event Controller) предназначен для обслуживания запросов прерывания, поступающих из контроллера интерфейса USB. Обслуживание запросов выполняется в режиме прямого доступа к памяти (Direct Memory Accessing, DMA).

В каждой из восьми конечных точек в контроллере интерфейса USB формируются два запроса прерывания - один при вводе данных в конечную точку, другой - при выводе данных в шину USB. Для обслуживания каждого из 16 запросов в EPEC имеются два 24-разрядных регистра, один из которых предназначен для задания адреса источника, другой - для задания адреса приемника при пересылке байта. При обслуживании запросов прерывания используется также 10-разрядный счетчик, который ведет счет выполненных пересылок.

Запрос прерывания из контроллера интерфейса USB, обслуживаемый в EPEC, имеет высший приоритет. Обслуживание запроса выполняется за один машинный цикл.

EPEC подключен к внутренней шине XBUS, с использованием которой он производит обращение по адресам внутренней и внешней памяти.

Контроллер интерфейса IOM-2 предназначен для организации обмена данными между КМК и другими устройствами, подключенными к сети по интерфейсу IOM-2, в которой КМК является вторичной (ведомой) станцией. Для подключения к сети используются четыре вывода КМК - вход FSC, вход DCL и входы/выходы DU и DD.

Передаваемые и принимаемые данные включаются в состав кадра Кадры формируются с частотой 8 кГц и имеют длительность 125 мкс. Начало кадра обозначается положительным перепадом (0 → 1) уровня сигнала на входе FSC.

Кадр состоит из восьмибитовых участков - слотов (time slots). В кадре может быть от одного до 32 слотов.

Для выделения битов используется синхросигнал, поступающий на вход DCL. Передача бита может выполняться за один или за два такта синхросигнала. Частота синхросигнала зависит от способа выделения битов и числа слотов в кадре и может иметь значения в пределах от 64 кГц до 4096 кГц. Во всех случаях длительность кадра остается равной 125 мкс.

Для обмена данными в состав кадра могут включаться следующие информационные каналы:

· восьмибитовый канал управляемого доступа к данным CDA,

· 2 восьмибитовых канала данных B1 и B2,

· 2 двухбитовых канала данных D1 и D2,

· 2 восьмибитовых канала MONITOR (MON1 и MON2) с двумя управляющими битами MR и MX в каждом канале,

· 4 восьмибитовых интеркоммуникационных канала IC1, IC2, IC3, IC4,

· 2 четырехбитовых канала управления/индикации C/I0 и C/I1.

Для каждого информационного канала в кадре выделяются определенные слоты и биты. Одноименные биты кадра одновременно вводятся или выводятся по выводу DU и выводятся или вводятся по выводу DD.

Выделение слотов и битов, принадлежащих определенному информационному каналу, и прием их и выдача с использованием двунаправленных выводов DU и DD производятся в блоке-компоновщике кадров (IOM-2 Handler). В состав блока-компоновщика кадров входят:

· контроллер доступа к данным (CDA), с использованием которого в кадр могут вводиться и выводиться из кадра байты данных для любого внутреннего устройства КМК,

· контроллер канала MONITOR, с использованием которого вводятся и выводятся байты для обмена данными с внешними устройствами, подключенными к каналу MONITOR,

· два контроллера каналов управления/индикации, с использованием которых вводятся и выводятся данные для каналов C/I0 и C/I1,

· четыре контроллера для обмена данными по протоколу HDLC (HDLC-0, HDLC-1, HDLC-2, HDLC-3).

Каждый контроллер HDLC имеет два стека типа FIFO емкостью 8 байтов для хранения принимаемых и выдаваемых данных. Фрагменты кадра HDLC передаются и принимаются по информационным каналам B1, B2, D1 и D2.

Формирование кадра в сети может производиться в трех режимах - в режиме PCM, в режиме ТЕ (Terminal mode) или в режиме LT (Line card mode).

В режиме PCM кадр может содержать от 1 до 32 слотов. Скорость передачи может находиться в пределах от 64 Кбит/с до 2048 Кбит/с соответственно. Распределение информационных каналов по слотам и битам определяется при организации сети.

В режиме ТЕ кадр содержит 12 слотов. Передача ведется со скоростью 768 Кбит/с. Распределение информационных каналов по слотам и битам установлено протоколом.

В режиме LT слоты объединены в группы по 4 слота в группе. Кадр может содержать от одной до восьми групп слотов. Передача ведется со скоростью от 256 Кбит/с до 2048 Кбит/с соответственно. Распределение информационных каналов в группе задано протоколом.

Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 481; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 6 7 8 9 10 11 121314 15 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!