ВЫПУСК - Texas Instruments · 2012. 9. 11. · На тренингах Вы получите...

ПОЛНЫЙ СПЕКТР ПРИМЕНЕНИЙ

ВЫПУСК

4 (32)2 0 1 1БЮЛЛЕТЕНЬ

НАУЧНО ТЕХНИЧЕСКОЙИНФОРМАЦИИ

Ответственностьза содержаниерекламы несётрекламодатель.

Полное или частичноевоспроизведение

материаловдопускается только

с разрешенияООО “Сканти Рус”

Совместный проектООО “Сканти Рус”

и Texas Instruments, Inc.

Главный редакторГрибачёв С. А., к. т. н.

Редакционная коллегияСоколенко В. А.

Белозор Л. В.

OOO “Сканти Рус”Официальныйдистрибьютор

Texas Instruments, Inc.

ЭксклюзивныйдистрибьюторSauris GmbH

Эксклюзивныйдистрибьютор

Spectrum Digital, Inc.

От редакции:Сканти Рус осуществляет всестороннюю поддержку разработчиков! Мы организуем для Вас персональный тренинг или семинар, где поможем освоить и найти лучшие решения в Ваших разработках, использующих микросхемы Texas Instruments.На тренингах Вы получите навыки практической работы с выбранным Вами компонентом и сможе-те принять обоснованное решение об его использовании в собственной разработке. Тренинги мы делаем и для тех, кто уже использует продукты TI и хотел бы получать новую информацию по кон-кретному продукту. На семинарах Вы узнаете о тех продуктах TI, которые сделают Вашу разработку более экономичной, помогут ускорить запуск серийного изделия и снизить общую стоимость.Подробная информация на сайте www.scanti.com в разделе «В помощь разработчику».

Все вопросы и пожелания можно адресовать на наш сайт www.scanti.com в разделе«Бюллетень «Компоненты TI» или прислать по адресу [email protected]

Процессоры

Микроконтроллеры C2000™ Concerto™ (sprb203) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Анна Хуанг (Anne Huang)

Медицинская электроника: от больницы и клиники до дома . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Прадип Шайнд (Pradeep Shinde)

Руководство по проектированию аппаратного обеспечения ЦСК TMS320F28xx

и TMS320F28xxx (spraas1a). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

Усилители и компараторы

Технические решения на основе аудио-ИС нового поколения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Руководство по выбору усилителей (slyb166) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Беспроводные коммуникации

Фредрик Кервел (Fredrik Kervel)

Рекомендации Texas Instruments по выбору кварцевых резонаторов

для радиочастотных устройств (swra372) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Управление питанием

Майкл Дэй (Michael Day) , Тарек Сааб (Tarek Saab)

Функция поточечной коррекции в TLC5940

для компенсации разброса яркости светоизлучающих диодов (slyt225) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

Кармен Гонсалес (Carmen Gonzalez)

Устойчивость системы: интеллект может находиться и не в процессоре! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

Средства разработки

Бонни Бейкер (Bonnie Baker)

IBIS-модель: средство анализа целостности сигналов. Часть 1 (slyt390) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Список рекламы

TI и National Semiconductor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Построение системы видеонаблюдения на базе Smart Core Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Первое двухрежимное однокристальное устройство CC2567 от TI,

предоставляющее связь с использованием ANT+ и Bluetooth®. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Новейшие видеопроцессоры от TI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Новые изделия для управления питанием и полные системные решения

от компании Texas Instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Мы предлагаем:• Больше возможностей при проектировании и разра-

ботке!

Удобные средства по выбору компонентов для опти-

мального решения задач, программные и аппаратные

инструментальные средства, а также многочисленные

примеры проектов позволяют реализовать самые со-

временные приложения.

• Расширение спектра предлагаемых компонентов!

Увеличение перечня компонентов и расширение функцио-

нальных возможностей позволяет заказчикам разрабаты-

вать новые виды продукции и выходить на новые рынки.

• Техническая поддержка

Области применения продукции National Semiconductor from TI:• управление питанием;

• драйверы дисплеев;

• аудио- и операционные усилители;

• коммуникационные интерфейсы и компоненты для

преобразования данных;

• беспроводная связь и телефония;

• медицина;

• автомобильные приложения;

• промышленные приложения;

• измерительные технологии.

Инженеры «Сканти Рус» помогут Вам в выборе оптимальных решений на основе продукции Texas Instruments, перечень которой значительно расширился благодаря компании National Semiconductor.

TI и National SemiconductorВместе мы добьемся большего!

Компания «Сканти Рус» являетсяофициальным дистрибьютором продукции «National products from TI»

Texas Instruments завершила кампаниюпо приобретению National Semiconductor (NSC)!

23 сентября 2011 года NSC вошла в состав корпорации Texas Instruments

Подробности на www.ti.com

Инженеры технической поддержки «Сканти Рус» всегда готовы принять участие в решении Ваших проблем. А также

многочисленная команда специалистов Texas Instruments, форумы по различным тематикам, проводимые сообществом

TI E2E™, online-презентации по новым продуктам и заметки по применению помогут Вам быстрее вести разработку и со-

кратить время вывода продукции на рынок.

Компоненты TI Выпуск 4’2011 2


Управление или связь? Зачем компромиссы?

Инженерное искусство полно компромиссов. Это всегда

баланс между несколькими аспектами – ценой, энергопо-

треблением, надёжностью, набором функций, гибкостью

и так далее, перечислять можно долго. С каждым новым

поколением инженеры расширяют границы эффектив-

ности и функциональности своих разработок. Цифровой

контроль даёт новые возможности построения гибких

и более эффективных систем. Коммуникабельность всё

больше проникает в приложения, ранее не нуждающие-

ся в связи. Сегодня во многих приложениях управления

в реальном времени, таких как автоматизация или пре-

образование энергии, один из больших компромиссов –

это нахождение баланса между надёжным управляю-

щим циклом и добавлением коммуникаций или функций

хост-машины. А что, если возможно разрешить некото-

рые из этих компромиссов?

Микроконтроллеры C2000™ Concerto™


3Сканти Рус www.scanti.com

В прошлом было два варианта решения этой пробле-

мы. Первый, для бюджетных приложений, это был вы-

бор одного микроконтроллера, который выполнял обе

функции управления и связи. Для аппаратной реализа-

ции – это простое решение, но зачастую требующее ком-

промисса между возможностями и быстродействием.

Дополнительно усложняется структура программного

обеспечения, приоритеты прерываний и задач должны

быть корректно выбраны.

Второй вариант – это применение двух микроконтрол-

леров: один микроконтроллер выполняет функцию хост-

машины, обеспечивает обмен информацией, мониторинг

и другие системные функции, второй микроконтроллер

берёт на себя функции управления в реальном времени.

Это решение упрощает разделение задач между микрокон-

троллерами, но добавляет стоимость, сложность и задержку

обмена информацией между ними.

С семейством микроконтроллеров С2000 Concerto™ необ-

ходимость в компромиссах устранена. Комбинированием

преобладающего в отрасли хост-ядра совместно с лиди-

рующим в промышленности управляющим ядром микро-

контроллеры Concerto™ предоставляют лучший выбор

для решения двух задач в одном устройстве, упрощая

программное и аппаратное обеспечение, а также умень-

шая стоимость конечного изделия.

Микроконтроллеры Concerto™: лучшее из двух миров

Совмещая функции хост и управляющего устройства

в одном микроконтроллере, Concerto™ предоставляет

лучшее из двух миров:

Ядро С28х (управление):

• До 150 МГц с поддержкой операций с плавающей

точкой.

• Измерения, цифровая обработка и фильтрация.



• Решения для PLC-модемов.

• Блоки ШИМ с превосходной гибкостью, разрешени-

ем (до 100 пс), программируемостью.

• Улучшенный интерфейс квадратурных датчиков

eQEP, совместимый с большинством линейных

и угловых датчиков для применениях в приложениях

управления двигателями.

• Улучшенный модуль захвата для использования

в радиолокационных приложениях и ультразвуковых

датчиках.

Ядро ARM® Cortex™-M3 (хост)

• До 100 МГц.

• Преимущества экосистемы Cortex™-M3.

• Оптимизировано для связи с системами управления

верхнего уровня.

Разделяемые/системные функции

• До 1 Мбайт 65-нм Flash и 132 кбайт ОЗУ.

• Двойной 20-канальный 12-битный АЦП выборки

и хранения, 3 MSPS. Уникальная система начала пре-

образования для интеллектуальных измерений.

• Обнаружение и коррекция ошибок в секторах Flash

и ОЗУ.

• Избыточность для обеспечения безопасности:

– два независимых ядра для контроля;

– два АЦП для скорости и надёжности;

– встроенный мониторинг тактирования с несколькими

системными сторожевыми таймерами.

• Специальные возможности для обеспечения защиты

памяти.

• Готовые библиотеки для прозрачного межпроцессор-

ного обмена информацией без задержек.

• Встроенный аналоговый компаратор для мгновенной

защиты от превышения напряжения или тока.

• Дополнительная периферия для упрощения разра-

ботки аппаратной части:

– встроенный высокоскоростной генератор и часы ре-

ального времени;

– встроенный генератор сброса при включении пита-

ния и выходе напряжения за границы допустимых

значений;

– одно напряжение питания, встроенный регулятор на-

пряжения.

• Соответствует сертификации Q100 для автомобиль-

ной промышленности.

Быстрый переход

Микроконтроллеры Concerto™ позволяют разра-

ботчикам использовать ПО и прикладные библиотеки

от С2000™ controlSUITE™, так же хорошо, как и от раз-

работок на ARM Cortex™-M3, в результате получая бес-

подобную среду поддержки и готовых примеров ПО.

Предыдущие разработки на С2000 могут быть портиро-

ваны на микроконтроллеры Concerto.

• Масштабируемость в рамках всего семейства С2000

от 40 до 300 МГц.

• Единая интегрированная среда разработки с отлад-

кой и программированием двух ядер.

• Поддержка нескольких ОС.

• Прикладное ПО controlSUITE™.

• Более 40 человеко-лет разработок драйверов,

библиотек, приложений.

• Изобилие готовых библиотек – коммуникационный

стек (USB, Ethernet), управление двигателями, преоб-

разователями энергии, обмен информацией по сило-

вым линиям.

• Прикладные наборы ПО и аппаратных частей с пол-

ностью открытым кодом, включая схемы, перечень

комплектующих, чертежи печатных плат.

Применения и преимущества микроконтроллеров Concerto™

С микроконтроллерами Concerto™ множество прило-

жений могут получить значительные улучшения от при-

менения отдельно управляющей и хост-подсистем.

Промышленная автоматизация

Разрешение ШИМ 100 пс



Преимущества:

• Хост-подсистема заботится об обмене информацией

и системном менеджменте без необходимости пере-

вода в фон жёсткими требованиями на время реак-

ции на прерывания.

• Управляющая подсистема не перегружена задачами

обмена информацией, получая более широкий про-

стор для пользовательских алгоритмов управления.

• Ведущие в отрасли ШИМ-модули для прецизионного

управления двигателями.

• Встроенный компаратор для обнаружения перегрузок

по току или напряжению для защиты оборудования.

Электростанции на солнечной энергии


• Хост-подсистема берёт на себя функции диагностики

и менеджмента.

• Управляющая подсистема оптимизирует алгоритмы

получения максимальной мощности.

• Интегрированные решения для наиболее эффектив-

ного превращения солнечной энергии в электриче-

скую.

• Позволяет интеллектуальное переключение между

электрической сетью и аккумуляторной системой.

• Возможность поддержки любых протоколов связи

по силовым линиям.

Серверное обеспечение


• Хост-подсистема обеспечивает функции связи,

распределение нагрузок и многое другое.

• Управляющая подсистема обеспечивает цифровое

управление энергией, увеличивая общую надёжность

системы.

• Программируемая управляющая подсистема позво-

ляет мгновенное обнаружение перебоев в электро-

снабжении и переключение на резервные беспере-

бойные источники питания.

Средства разработки и отладки

Отладочные средства продолжают методологию

С2000™ controlCARD. Перенесением микроконтроллера

С2000 и всей необходимой ему периферии на модуль

controlCARD разработчик получает возможность тести-

рования нескольких типов микроконтроллеров и про-

цессоров на одной базовой отладочной плате. Для ра-

боты с модулем controlCARD необходимо всего лишь

питание 5 В и простой разъём для установки в базовую

плату, дающий доступ ко всем выводам процессора.

Все отладочные комплекты для С2000 также основаны

на принципе controlCARD.

Начните исследование возможностей, предоставляе-

мых микроконтроллерами Concerto™ прямо сейчас!

Модуль controlCARD на основе F28M35H52C1

Отладочный набор для микроконтроллера F28M35H52C1

Код для заказа Описание Цена*

TMDXDOCKH52C1 Отладочный набор 139,00$

TMDXCNCDH52C1 controlCARD 99,00$

* На территории США



Семейство микроконтроллеров Concerto™М

ик

ро

ко

нт

ро

лл

ер

MM

AC

S

Ча

сто

та

яд

ра

RIS

C,

МГ

ц

Ча

сто

та

, М

Гц

DM

A (

ка

на

ло

в)

EM

IF

ОЗ

У,

кб

ай

т

Fla

sh,

кб

ай

т

FP

U

GP

IO

I2C

Eth

ern

et

McB

SP

CA

N

UA

RT

(S

CI)

US

B

SP

I

Та

йм

ер

ы

ШИ

М (

ка

на

ло

в)

CA

P/

QE

P

АЦ

П

Вр

ем

я п

ре

об

ра

зо

ва

ни

я А

ЦП

, н

с

Uп

ит

ан

ия

вх

/в

ых

, В

Те

мп

ер

ат

ур

а (

ма

кс)

Те

мп

ер

ат

ур

а (

ми

н)

Це

на

(U

S$

) *

До

сту

пн

ост

ь

Начальный уровень

F28M35E52C 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 1024 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40 11,75 •

F28M35E52B 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 1024 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40 10,25 •

F28M35E50C 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 1024 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40 10,75 •

F28M35E50B 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 1024 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40 9,25 •

F28M35E32C 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 768 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40 11,15 •

F28M35E32B 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 768 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40

F28M35E22C 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 512 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40

F28M35E22B 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 512 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40

F28M35E20C 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 512 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40

F28M35E20B 90 60 601 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 512 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 217 3,3 125 –40

Средний уровень

F28M35M52C 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 1024 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 13,25

F28M35M52B 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 1024 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 11,75

F28M35M50C 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 1024 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 12,25

F28M35M50B 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 1024 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 10,75

F28M35M32C 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 768 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 12,65

F28M35M32B 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 768 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 11,15

F28M35M22C 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 512 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 12,00

F28M35M22B 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 512 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 10,50

F28M35M20C 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 512 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 11,00

F28M35M20B 112 75 751 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 512 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 9,50

Производительный уровень

F28M35H52C 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 1024 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 16,00 •

F28M35H52B 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 1024 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 14,50

F28M35H50C 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 1024 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 15,00

F28M35H50B 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 1024 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 13,50

F28M35H32C 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 768 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 15,40

F28M35H32B 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 768 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 13,90

F28M35H22C 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 512 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 14,75

F28M35H22B 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 136 512 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 13,25

F28M35H20C 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 512 • 64 3 • 1 2 6 1 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 13,75

F28M35H20B 187 75,100 150,1001 6-кан DMA,

1 32-кан DMA• 72 512 • 64 3 1 2 6 5

3 32-бит CPU,

1 WD24 6/3 2 20-кан 12-бит 172 3,3 125 –40 12,25

* На территории США, в партии от 1000 шт.

Преимущества построения систем видеонаблюдения на базе SCM

Сокращение затрат на разработку

• Не надо разрабатывать ПО под модуль SCM. Все ба-

зовые функциональности уже реализованы.

• Новые функции, отсутствующие в базовом ПО, могут

быть реализованы по ТЗ от заказчика.

• Плата периферийных устройств может быть легко до-

работана под требования заказчика.

• Удобные схемы оплаты (например, роялти в виде от-

числений с продаж).

Сокращение затрат на производство

• Стоимость модуля SCM от $20*.

• Стоимость платы периферийных устройств от $20*.

• Мы оказываем помощь с организацией производства

и тестирования терминалов NVP.

• Для производства плат периферийных устройств ис-

пользуется 2-слойная печатная плата, производство

которой может быть организовано практически на

любом предприятии.

• Все применяемые BGA-элементы располагаются на плате

модуля SCM, который поставляется готовый в сборе. Для

осуществления финальной сборки необходимо выпол-

нить только поверхностный монтаж без применения спе-

циального и дорогостоящего оборудования.

• Для модернизации терминала видеонаблюдения доста-

точно модернизировать или заменить только плату пери-

ферийных устройств, а в модуль SCM достаточно только

загрузить новую версию программного обеспечения.

• Для сопряжения модуля с материнской платой ис-

пользуются дешёвые разъёмы (2-рядная штыревая

линейка с шагом 2,0 мм).

На базе модуля разработан оконечный сетевой терми-

нал системы видеонаблюдения — NVP, который вы-

ступает в роли «передаточного» интерфейса между

выходом(ами) аналоговой видеокамеры и централизо-

ванным видеосервером. Терминал NVP состоит из модуля

и платы периферийных устройств.

Дизайн-центром электроники АДАКТА был разработан специальный модуль (Smart Core Module, SCM), пред-назначенный для построения систем видеонаблюдения. Модуль выполнен на базе процессора Texas Instruments TMS320DM355.

В кратчайшие сроки, используя SCM, могут быть спроектированы и произведены сетевые видеотерминалы, выполняю-щие роль отдельных узлов в разветвленной сети видеонаблюдения

Построение системы видеонаблюдения на базе Smart Core Module

Сервер (NVH, Network Video Hub)Серверное ПО построено по прин ципу клиент-сервер-клиент. Основные функции серверного приложения:

• Централизованное управление и получение данных от терминалов.

• Архивирование получаемых данных в виде фото- и видеоматериала.

• Передача видеоданных удаленным клиентским приложениям.

КлиентКлиентское приложение предназначено для визуального предоставления получаемых с терминала фото- и видео-

материалов конечному пользователю. Приложение имеет возможность:

• Получать видеопоток с конкретного терминала через сервер NVH.

• Получать архивные видеофотоматериалы с сервера.

• Сохранять локально полученные с сервера данные для последующей работы с ними.

• Удалённо управлять работой всех терминалов NVP, подключённых к серверу NVH.

Терминал (NVP, Network Video Point)

Техническая спецификация NVP

Параметр/значение Базовая Максимальная

Автоматическое переключение между видеовходами да да

Видеовход CVBS, 4 шт. CVBS, 4 шт.

Видеовыход – CVBS

Аудиовход/выход –/– Mono/Stereo

Поддержка видеостандартов PAL/NTSC PAL/NTSC

Поддержка сетевого подключения Ethernet, GSM 3G (USB-dongle) Ethernet, GSM 3G, Wi-Fi, Wi-Max, LTE

Поддерживаемые форматы сжатия MPEG4 Simple Profile (SP) MPEG4 Simple Profile (SP), MJPEG

Поддерживаемые видеоразрешения 160×120, 320×240, 640×480, 720×480 160×120, 320×240, 640×480, 720×480

Цифровые входы/выходы. Возможно подключение

к NVP датчиков движения, управляющих контактов

электронных замков, поворотных механизмов

видеокамер и другой периферии

2 выхода «сухой контакт», 6 цифровых входов,

4 цифровых выхода, RS485, USB 1 шт.

2 выхода «сухой контакт», 6 цифровых входов,

4 цифровых выхода, RS485, USB 2 шт.

Поддержка записи на внешний накопитель – USB-HDD, USB-flash, SD/MMC card

Поддержка шифрованной передачи видеоданных – да

Спящий режим – да

Режим предзаписи да да

* - Точная цена определяется индивидуально для каждого заказчика и зависит от конфигурации изделия и объёма. Не является офертой.

Краткое описание узлов системы

За дополнительной информацией обращайтесь по тел. +7(812) 680-30-10 или [email protected]

Полное описание и техническую информацию вы можете найти на www.adakta.ru.



48-летний пациент мужского пола

с симптомами хронической обструк-

тивной болезни легких (ХОБЛ) был

выписан из больницы с системой

дистанционного контроля состояния

здоровья. В течение четырёх недель,

в период лечения, этот пациент про-

водил ежедневные видеоконферен-

ции со своей медицинской сестрой.

Во время каждой консультации ме-

дицинская сестра собирала инфор-

мацию об основных показателях

состояния организма пациента, из-

меряла функцию лёгких и обсуждала

меры по предотвращению обостре-

ний болезни. Такая практика ранней

выписки и организации больничного

режима в домашних условиях про-

водилась в качестве эксперимента

в больницах по всему миру и име-

ла своей целью улучшение ухода

за пациентом с одновременным со-

кращением срока госпитализации.

Применения технологий охраны

здоровья на дому включают управ-

ление хроническими заболевания-

ми, психиатрическую помощь, по-

слеоперационный уход, контроль

одиноких пожилых людей, кон-

троль за потерей веса, фитнес и т. п.

Здравоохранение на дому в настоя-

щее время пользуется широкой по-

пулярностью за счёт таких факторов,

как старение населения, увеличение

расходов на здравоохранение и по-

требность в доступе к ресурсам здра-

воохранения в удалённых и сельских

районах. На протяжении многих лет

мы будем наблюдать увеличение

объёмов медицинской электроники

в доме. К медицинской электрони-

ке, разработанной для домашнего

применения, в отличие от больнич-

ного оборудования, предъявляются

другие требования в плане рабочих

параметров, набора функций, потре-

бляемой мощности, портативности,

совместимости и цены, что и рассма-

тривается в данной статье.

Размер и стоимость

Бытовая медицинская электрони-

ка, используемая пациентом в до-

машних условиях, обладает неко-

торыми общими чертами, присущи-

ми другим бытовым электронным

устройствам. При определении воз-

можного успеха изделия на рынке

очень важными факторами стано-

вятся размер и стоимость. Первые

электрокардиографы (ЭКГ), изо-

бретённые Willem Einthoven (Виллем

Эйнтховен) 100 лет назад, весили

600 фунтов и требовали пяти че-

ловек для обслуживания. Пациенту

приходилось погружать руки и ноги

в стеклянные сосуды с электродами,

содержащие большие объёмы рас-

твора хлористого натрия. Сегодня

пациент может с комфортом но-

сить портативный ЭКГ-монитор

в домашних условиях или на про-

гулке, поскольку этот монитор об-

ладает малыми весом (несколько

унций) и размерами. Например,

12-канальный ЭКГ-монитор для

больницы обычно устанавливает-

ся на каталке, которая обеспечи-

вает его мобильность, тогда как

12-канальный ЭКГ-монитор для

домашнего использования обычно

уменьшен до размера, позволяюще-

го разместить его в кармане. Одним

из способов уменьшения размера

и снижения стоимости является ис-

пользование решений с высоким

уровнем интеграции. На сегодня

многие устройства для контроля

кровяного давления и содержания

сахара в крови представляют собой

однокристальные устройства, по-

строенные на 16-разрядных микро-

контроллерах MSP430 со сверхма-

лым энергопотреблением, имеющих

встроенные аналоговые оконечные

устройства (AFE), интерфейсы, часы

реального времени (RTC) и контрол-

лер жидкокристаллического дис-

плея (ЖКД). Кроме того, устройства

типа ADS1298 (рисунок 1), представ-

ляющие собой АЦП со встроенным

оконечным устройством ЭКГ, объе-

диняют в себе все общие требова-

ния, предъявляемые к AFE для ЭКГ-

систем, начиная с малошумящих

усилителей с программируемым

коэффициентом усиления и восьми

дельта-сигма АЦП с высоким раз-

решением, до усилителей устройств

управления, устройств запуска и из-

мерителей сопротивления дыхания.

Как итог, становится возможным

значительное снижение стоимости

и размера устройства по сравнению

с устройствами, реализованными

на дискретных компонентах.

Медицинская электроника: от больницы и клиники до дома

А н н а Х у а н г ( A n n e H u a n g )



Простота использования

Возможности пользователя обо-

рудования могут значительно от-

личаться из-за возраста или физи-

ческих ограничений. Оптимизация

простоты использования снижает

риск неправильного использования,

а также способствует улучшению

и расширению внедрения медицин-

ских технологий. Такие особенности,

как голосовая подсказка, сенсорный

экран, графический интерфейс поль-

зователя, уменьшенное количество

проводов и большие кнопки, могут

значительно расширить возможно-

сти пользователя.

Технология сенсорного экрана

играет значительную роль в бы-

товой электронике, поскольку она

позволяет обеспечить быстрое и ин-

туитивное взаимодействие пользо-

вателя и устройства. При относи-

тельно небольшом размере экрана

резистивный сенсорный экран стоит

дешевле, хотя он обладает мень-

шим разрешением по сравнению

с емкостным сенсорным экраном.

Для медицинской электроники ре-

зистивный сенсорный экран пред-

почтительней, поскольку он более

устойчив к воздействию жидкостей,

химических реактивов и прочих за-

грязнений.

Более того, он реагирует на любое

касание: пальца, перчатки, твёрдого

или мягкого стилуса. Пятипроводные

резистивные сенсорные экраны по-

зволяют повысить надёжность

по сравнению с четырёхпроводны-

ми, поскольку электроды находятся

в нижнем слое, а верхний слой игра-

ет роль только зонда для измерения

напряжения. Этим обеспечивается

продолжительная надёжная работа

экрана — даже если он повреждён

или поцарапан.

Совместимость

Совместимость является важней-

шим показателем домашних ме-

дицинских устройств. Устройство

контроля кровяного давления мо-

жет быть подключено к компьютеру

через универсальную последова-

тельную шину (USB) для выгрузки

и отслеживания данных за про-

шедший период. Часы для фитне-

са могут быть подключены к сайту

социальной сети через Wi-Fi™, так

что пользователь получает возмож-

ность делиться своей информацией

с семьёй и друзьями. Устройство

дистанционного контроля состояния

организма может быть подключено

к различным персональным меди-

цинским устройствам через канал

Bluetooth и при этом одновременно

может быть подключено к беспро-

водной сети, так что врач получает

возможность в режиме реального

времени контролировать состоя-

ние пациента. При выборе соот-

ветствующего сетевого протокола

приходится учитывать множество

факторов. К ним относятся коли-

чество устройств в сети, топология

сети, дальность связи, требования

к энергопотреблению и возмож-

ность взаимодействия с другими

системами или устройствами. Для

проводной связи между устрой-

Рисунок 1. Законченное AFE (аналоговое оконечное устройство) для системы ЭКГ, использующее ADS1298



ствами и концентратором наиболее

часто используется протокол USB.

Не удивительно, что получивший

широкое распространение в раз-

личных электронных устройствах

стандарт Bluetooth® был первым

стандартом проводной связи, сер-

тифицированным Continua Health

Alliance, промышленным консор-

циумом, занимающимся организа-

цией системы взаимодействия пер-

сональных медицинских электрон-

ных устройств. Энергосберегающий

Bluetooth представляет собой со-

временный протокол, при котором

потребляемая энергия составляет

лишь небольшую долю энергии,

потребляемой обычным Bluetooth,

и который в течение нескольких

следующих лет будет бурно разви-

ваться. Это, конечно, будет зависеть

от того, насколько быстро будут

становиться доступными профили.

Альтернативные возможности для

связи в персональных сетях (PAN)

и локальных сетях (LAN) предостав-

ляют другие стандарты и запатен-

тованные протоколы беспроводной

связи, такие как ZigBee® и ANT/

ANT+™. Для локальных сетей (LAN),

хотя Wi-Fi™ и беспроводная меди-

цинская телеметрическая служба

(WMTS) имеют одинаковое рас-

пространение в больницах, Wi-Fi™

является стандартом, получившим

более широкое распространение

в домах престарелых. Также часто

используются системы проводной

связи, например широковещатель-

ные сети и традиционные службы

телефонной связи (POTS). Кроме

того, беспроводная связь предла-

гает изящное решение, когда от-

сутствует Интернет или точки до-

ступа. В зависимости от ситуации

и целевого пользователя возможно

встраивание комбинации из прово-

дных и беспроводных интерфейсов.

К примеру, пожилые люди могут

быть недостаточно технически под-

готовлены для конфигурирования

доступа к Wi-Fi или организации

связи между двумя устройствами

Bluetooth. Таким образом, при не-

обходимости организации техниче-

ской помощи, её стоимость может

быть включена в общую стоимость

устройства. Для группы пользова-

телей наиболее простым решением

может оказаться встроенный бес-

проводной модем. Другие изгото-

вители сложных устройств могут

столкнуться с проблемой совме-

стимости различных беспроводных

технологий. Одним из примеров

является одновременное исполь-

зование Wi-Fi и Bluetooth, когда

оба стандарта используют частот-

ный диапазон 2,4 ГГц, даже при

полном различии их протоколов

связи. Использование Bluetooth

в системе приводит к сужению до-

ступной частотной полосы для Wi-Fi

как минимум на треть. Это сужение

имеет место даже при ограничении

и синхронизации протокола, осо-

бенно в режимах, предназначен-

ных для энергосбережения. Когда

маршрутизатор Wi-Fi не может

установить подключение через под-

тверждение, канал может быть за-

блокирован и закрыт. Аналогично,

когда Bluetooth при включении

сканирует доступные устройства,

слишком большое число прерыва-

ний может привести к сбою канала

связи. Использование комбиниро-

ванного решения, объединяющего

несколько радиоканалов на одном

кристалле, может позволить обой-

ти эти трудности. Например, WL1271

(рисунок 2) обеспечивает интеллек-

туальную бесшовную координацию

во временной области на уров-

не управления доступом к среде

(MAC). При этом используется об-

щая антенна и антенный фильтр

и для Wi-Fi, и для Bluetooth, что

позволяет уменьшить число ком-

понентов и размеры платы.

Портативность

Портативность обеспечивается

интеграцией, батарейным питани-

ем и беспроводной связью. Общей

конструктивной особенностью всех

портативных устройств является

увеличенный срок службы бата-

рей. Использование батарей типов

АА и ААА наиболее распростра-

нено в медицинских электронных

устройствах, поскольку они по-

стоянно доступны и могут обеспе-

чить немедленную подачу энергии

к устройству. Однако когда в систе-

му интегрированы беспроводные

каналы связи, эти стандартные ба-

тареи могут оказаться недостаточно

долговечными, поэтому может по-

надобиться рассмотрение аккуму-

ляторных батарей.

Устройства управления зарядом

аккумуляторных батарей с управле-

нием трактом питания (рисунок 3)

обеспечивают возможность ис-

пользования устройства сразу после

подключения внешнего питания,

даже при полном разряде батарей.

Кроме того, при наличии тракта

прямого питания системы от внеш-

него источника уменьшается число

зарядно-разрядных циклов и, соот-

ветственно, увеличивается цикличе-

ский срок службы аккумуляторных

батарей. Другим ключевым факто-

ром, влияющим на долговечность

батарей, является расчёт тепловых

режимов. Снижение количества

тепла, рассеиваемого системой,

и изолирование батареи обеспечи-

вают замедление ухудшения пара-

метров батареи.

Для устройств, в которых наличие

заряда батареи является критиче-

ским, важной функцией является

Рисунок 2. Комбинированное решение, объединяющее протоколы Wi-Fi и Bluetooth



точное измерение уровня заряда.

Такое устройство должно точно

определять остаточную ёмкость

или время работы и подсказывать

пользователю о необходимости

заряда устройства до прекраще-

ния его работы из-за отсутствия

питания. В отличие от традици-

онных методов подсчёта заряда,

технология Impedance Track™ ис-

ключает необходимость в трени-

ровочных циклах и обеспечивает

99-процентную точность независимо

от возраста батареи.

Защита и безопасность

Неоригинальные принадлежности

и неправильная эксплуатация дела-

ют важными защиту и безопасность

при использовании медицинских

электронных устройств, особенно

в домашних условиях, когда пользо-

ватели не контролируются или недо-

статочно подготовлены. Технологии

радиочастотной идентификации

(RFID) и опознавания могут по-

мочь в распознавании периферий-

ных устройств в целях обеспечения

безопасности системы. Индустрия

медицинской аппаратуры исполь-

зует RFID для многих и разнообраз-

ных применений, от отслеживания

аппаратуры до калибровки. В част-

ности, можно отметить, что фарма-

цевтические компании используют

технологии RFID для борьбы с кон-

трафактной продукцией и скомпро-

метировавшими себя препаратами.

При использовании аутентификации

RFID для каждой этикетки или упа-

ковки генерируется цифровая под-

пись, которая сохраняется в памяти.

Цифровая подпись может быть счи-

тана специальными считывателями

RFID для подтверждения законности

происхождения изделия при про-

хождении его по цепи поставок при

условии, что изготовитель предоста-

вил соответствующий ключ для счи-

тывания подписи. Использование

стандартной технологии открытого

ключа, цифровых подписей и шиф-

рования данных помогает гаранти-

ровать аутентичность подписи и,

следовательно, аутентичность соб-

ственно товара. Метки RFID имеют

очень низкую стоимость и малые

размеры, а антенна может быть вы-

полнена в гибкой форме. Такие ме-

тоды упрощают аутентификацию пе-

риферийных устройств. Например,

миниатюрная метка RFID с круглой

антенной может быть закреплена

непосредственно на кабеле, так что

система может аутентифицировать

оригинальный кабель до начала

эксплуатации. Другим решением

является использование аутентифи-

кационных интегральных схем (IC).

Большинство базовых схем аутен-

тификации обеспечивают иденти-

фикационную (ID) аутентификацию.

При этом имеется возможность за-

хвата и воспроизведения ID изго-

товителем контрафакта. Сложная

и основанная на отклике аутенти-

фикация является более защищён-

ной и безопасность повышается при

использовании таких усложнён-

ных алгоритмов, как SHA-1/HMAC,

которые в течение многих лет ис-

пользовались для аутентифика-

ции транзакций через Интернет

в виртуальных частных сетях (VPN),

в банковской деятельности и для

цифровых сертификатов. Для ау-

тентификации таких периферий-

ных устройств, как аккумуляторная

батарея, хост генерирует случайный

сигнал, основанный на зашифро-

ванном ID устройства, и секретный

ключ. Устройство аутентификации

после этого отсылает ответное циф-

ровое значение. Если это значение

совпадает с результатами расчёта,

выполненного хостом, аккумулятор-

ная батарея считается прошедшей

аутентификацию.

Выводы

Мы познакомились с пятью аспек-

тами, касающимися проектирова-

ния медицинских электронных

устройств для домашнего использо-

вания: размеры и стоимость, просто-

та использования, совместимость,

портативность и защита и безопас-

ность. Решения с высокой степенью

интеграции позволяют уменьшить

размеры платы и общую стоимость

устройства. Такие особенности, как

сенсорный экран и голосовая под-

сказка, позволяют обеспечить дру-

жественный человеко-машинный

интерфейс. Подключение меди-

цинских устройств к компьютерам,

шлюзам, веб-сайтам и удалённым

устройствам обеспечивается путём

использования проводных и бес-

проводных технологий обмена ин-

формацией. Использование совре-

менных методов управления акку-

муляторными батареями позволяет

продлить срок службы батареи, что

обеспечивает более высокую пор-

тативность. Для гарантирования

оригинальности деталей и обеспе-

чения защиты и безопасности мо-

гут быть использованы технологии

RFID и различные схемы аутенти-

фикации. При проектировании лю-

бого устройства важно понимать

как риски на этапе проектирования

системы, так и риски, вносимые

окружением пользователя и самим

конечным пользователем.

Литература

1. Справочник по медицинским

устройствам, SLYB108E

Рисунок 3. Устройство для заряда аккумуляторных батарей со встроенным управлением трактом питания

Комплект агрегатора ANT+

Bluetooth® для устройств

контроля состояния здоровья и

тренированности от компании

Texas Instruments

Первое беспроводное однокри-

стальное устройство, обеспечи-

вающее непосредственную связь

на небольших расстояниях между

сверхмалоэнергопотребляющими

устройствами, поддерживающими

ANT+, и такими часто используемы-

ми мобильными устройствами, ис-

пользующими технологию Bluetooth,

как ПК, смартфоны и планшетные ПК.

Первое промышленное двухрежим-

ное устройство, CC2567, требующее

на 80% меньше площади платы по

сравнению с конструкцией, использу-

ющей два однорежимных устройства

(одно ANT+, одно Bluetooth). CC2567

позволяет одновременную работу че-

рез общую антенну с встроенным со-

гласователем и увеличивает до двух

раз дистанцию связи, характерную

для однорежимных устройств ANT+.

Устройство CC2567 будет доступно

как часть нового комплекта агрега-

тора ANT+ Bluetooth® для устройств

контроля состояния здоровья и тре-

нированности. Являясь единствен-

ным поставщиком устройств ANT™

как для датчиков, так и для мобиль-

ных переносных периферийных

устройств, компания TI сегодня также

представляет второй оценочный ком-

плект, комплект сетевого процессора

CC257x ANT — дополнение линейки

устройств ANT.

Комплекты для разработчиков:

• Комплект агрегатора ANT+

Bluetooth® для устройств контро-

ля состояния здоровья и трениро-

ванности.

• Комплект сетевого процессора

CC257x ANT.

«Компания TI имеет уникальную

позицию для продвижения своих

решений для беспроводной связи

на малых расстояниях за счёт разра-

ботки комбинированных микросхем

и линейки радиочастотных устройств

с малым энергопотреблением. В итоге

компания является первой, кто за-

полнил пробел в беспроводной

связи между устройствами ANT+

и Bluetooth® с помощью единствен-

ной микросхемы, двухрежимно-

го устройства CC2567. Независимо

от того, используют ли наши заказчи-

ки датчик на основе ANT+ или агре-

гатор, связывающий такой датчик

с ПК или смартфоном, у нас имеется

правильное решение, удовлетворяю-

щее их потребности», – заявил Eran

Sandhaus (Эран Сандхаус), директор

по маркетингу подразделения бес-

проводной связи компании TI.

На сегодня установленные экоси-

стемы взаимодействия ANT+ пред-

лагают установочную базу для бо-

лее чем 11 млн таких устройств, как

устройства контроля сердечного

ритма, веса, скорости или расстоя-

ния. Потребители хотят далее осу-

ществлять взаимодействие с таки-

ми данными с помощью оконечных

устройств для определения и кон-

троля состояния здоровья и режи-

мов тренировок. При наличии более

чем трёх миллиардов оконечных

устройств с Bluetooth – таких как ПК,

планшетные ПК или смартфоны —

на рынке, прямая связь посредством

Bluetooth становится оптимальным

способом обмена информацией.

«Решения компании TI предлага-

ют лучшее: создание связи между

лидером в области скоростных бес-

проводных технологий и лидером

в области накопления информации

с помощью беспроводных датчиков, –

Первое двухрежимное однокристальное устройство CC2567 от TI, предоставляющее связь с использованием ANT+ и Bluetooth®

TI дополняет устройства на базе ANT новыми изделиями и предлагает два комплекта для разработчиков,

упрощающих интеграцию взаимодействия с ANT+ в устройства контроля состояния здоровья и трениро-

ванности

констатировал Rod Morris (Род

Моррис), директор ANT Wireless.

— Это предоставляет пользователю

универсальное решение, в котором

он нуждается для того, чтобы сделать

контроль своего состояния здоровья

и тренированности частью повсед-

невной жизни».

Путём внедрения устройства

CC2567 от компании TI в свои устрой-

ства поставщики средств контроля

с ANT+ или оконечных устройств

с Bluetooth® могут наконец подвиг-

нуть рынок технологий связи на соз-

дание действительно беспроводных

и бескабельных устройств для конеч-

ного пользователя. В итоге потреби-

тели получат возможность получе-

ния информации о своём здоровье

в масштабе реального времени без

высоких затрат.

Комплект агрегатора

ANT+ Bluetooth®

для устройств контроля

состояния здоровья

и тренированности

CC2567 Bluetooth 2.1 + EDR и ANT+

двухрежимный приёмопередатчик

имеются в CC2567-PAN1327, моду-

ле HCI высокого уровня интеграции

класса 2 с увеличенной выходной

мощностью, разработанном ком-

панией Panasonic. Модуль входит

в состав нового комплекта агрега-

тора ANT+ и Bluetooth® для контро-

ля состояния здоровья и трениро-

ванности от компании TI, первого

законченного изделия для разра-

ботки устройств, обеспечивающих

связь между ANT+ и Bluetooth®.

В состав комплекта для разработ-

ки входит:

• (1) Плата ANT UIF – USB-

устройство для имитации датчика.

• (1) Модуль C7 ANT на основе

CC2571 от компании TI для имита-

ции датчика.

• (1) PAN131xETU для дополнения

агрегатора.

• (1) Макетная плата MSP430,

включающая MSP430BT5190

и 6-контактную перемычку

для дополнения агрегатора.

• (1) USB-устройство eZ430, обеспе-

чивающее связь с ПК по Bluetooth.

Однорежимный сетевой

процессор ANT CC257x

и оценочный комплект

CC257x ANT от компании TI пред-

ставляет собой 2-кристальный

датчик, объединяющий 2,4 ГГц се-

тевой процессор CC257x и микро-

контроллер MSP430™. Сетевой

процессор CC257x представляет

собой 2,4 ГГц устройство, специ-

ально разработанное для датчиков

ANT. Оценочный комплект CC257x

(ANTC7EK1) содержит всё необхо-

димое для быстрого изучения и раз-

работки устройств на базе CC257x,

включая интегрированное устрой-

ство ANT-FS. В состав оценочного

комплекта входят:

• (4) Модули CC257x (модули про-

мышленного типа на базе CC2571

со встроенной F-антенной).

• (2) Плата батарей, которая позво-

ляет питать модули от дисковых

аккумуляторов; также имеется

коллектор для взаимодействия

с внешним микропроцессором.

• (2) Плата EEPROM, позволяющая

пользователю тестировать

и изучать встроенные

возможности CC257x ANT-FS.

• (2) Устройство пользовательского

USB-интерфейса (UIF), обеспе-

чивающее подключение модуля

CC257x к ПК.

• (2) Дисковая аккумуляторная

батарея.

Дополнительную информацию смотрите на сайтеwww.ti.com

Модуль CC2567-PAN1327

Особенности Преимущества

Двухрежимное устройство ANT+ и Bluetooth® (Bluetooth v2.1 + EDR)

на одном кристалле

• Требует на 80% меньше площади платы по сравнению

с любым двухрежимным модулем или устройством.

• Снижаются затраты, необходимые для встраивания

двух технологий беспроводной связи.

Полностью проверенное и оптимизированное решение с одной антенной

• Обеспечивает одновременную работу ANT+ и Bluetooth®

без необходимости использования двух устройств или модулей.

• Имеется встроенное согласование.

Лучшие в своем классе радиочастотные характеристики для Bluetooth и ANT:

• Мощность Тх +10 дБм с возможностью регулирования мощности передачи.

• Чувствительность –93 дБм.

• Обеспечивает двойное расстояние между агрегатором и датчиком ANT

по сравнению с конкурирующими однорежимными устройствами ANT.

• Обеспечивает защищённое соединение с высокой пропускной способностью

и увеличенной дальностью действия.

Поддержка для:

• ANT+ со сверхмалым энергопотреблением (ведущие и ведомые устройства).

• Режимов энергосбережения Bluetooth (парковка, анализ, удержание).

• Режимов сверхмалого энергопотребления Bluetooth

(спящий режим, отключение питания).

• Повышение срока службы батареи и КПД конечного устройства.

Решение «под ключ»:

• Полностью интегрированный модуль.

• Законченный набор для разработчика с программным обеспечением

и документацией.

• Интеграция в аппаратную и программную платформу MSP430

от компании TI (опция).

• Простота интегрирования в систему обеспечивает

малое время прохождения на рынок.

• Снижаются временные и финансовые затраты, связанные с сертификацией.



Цифровые сигнальные контрол-

леры (ЦСК) TMS320F28xx и F28xxx

включают в себя несколько сложных

периферийных узлов, работающих

на довольно высоких тактовых часто-

тах. Обычно они получают информа-

цию об аналоговом сигнале низкого

уровня, используя встроенный АЦП.

Статья построена в форме руковод-

ства по проектированию аппаратного

обеспечения на системном уровне,

выбору компонентов, проектирова-

нию схемы и компоновке печатной

платы. Помогает избежать тех ошибок

при проектировании аппаратного обе-

спечения, которые дорого обходятся

и отнимают много времени. Особенно

когда они обнаруживаются на этапе

отладки проекта на уровне системы,

при использовании опытного образ-

ца платы, разработанной специально

для проекта. В статье рассматриваются

проблемы, связанные с формировани-

ем тактовых импульсов, интерфейсом

JTAG, питанием, взаимодействием

с периферийными устройствами (при

этом особое внимание уделяется ана-

логовым входам АЦП), соединения-

ми ввода/вывода общего назначения

(GPIO), а также связанные с тестирова-

нием и отладкой, электромагнитными

помехами (ЭМП) и электромагнитной

совместимостью (ЭМС) и т. д. В каж-

дом разделе поясняется маршрутиза-

ция сигналов и содержатся рекомен-

дации по компоновке и трассировке.

Введение

Устройства цифровой обработки

сигналов (ЦОС) в настоящее время

обладают более высоким быстродей-

ствием центрального процессорного

устройства (ЦПУ) (тактовые частоты

свыше 100 МГц) и интегрированными

современными высокоскоростными

периферийными узлами. Огромный

шаг вперёд был сделан в области

снижения энергопотребления ЦСК

за счёт применения технологии

на основе КМОП. Эти прогрессивные

новшества усложнили проектирова-

ние плат ЦОС, выдвинув ряд про-

блем, связанных с аналоговыми сиг-

налами, которые отсутствовали при

проектировании простых цифровых

устройств. Вот некоторые примеры

таких проблем: проводники на пе-

чатных платах могут стать линиями

передачи, неподключённые и не-

используемые контакты устройств

могут потреблять энергию без необ-

ходимости, а различные напряже-

ния питания, используемые внутри

устройств и в устройствах ввода/вы-

вода, требуют применения техноло-

гий управления питанием.

TMS320F28xx и TMS320F28xxx

относятся к поколению C2000™

устройств ЦОС, которые использу-

ются при решении задач встроенно-

го управления. В настоящее время

устройства работают с частотами

ЦПУ до 150 МГц; в будущем устрой-

ства данного семейства, возможно,

будут работать и на более высоких

частотах. Частоты ЦПУ этих устройств

попадают в диапазон радиочастот.

Существует также необходимость та-

кого проектирования, которое позво-

ляло бы легко проводить отладку. Как

разработчики могут получить доступ

к контактам микросхем с корпусами

типа BGA? Что проектировщики могут

сделать на этапе разработки, чтобы

помочь изолировать части платы для

отладки? И даже после того, как про-

ектирование платы завершено, суще-

ствует потребность в методическом

подходе к отладке системы.

Рассмотрим вопросы, начиная

с цепи формирования тактовых им-

пульсов, интерфейса тестирования

JTAG, взаимодействия с типовыми

внешними устройствами, питания

и связанных с ним требований, во-

просы теплоотвода, отладки, компо-

новки и ЭМП. Выбор комплектующих

также рассматривается в тех случаях,

когда это нужно. Хорошей основой

для статьи послужили различные

вопросы, направленные заказчика-

ми Texas Instruments в центральную

службу поддержки.

Типовые системы и проблемы

Типовая система управления или

сбора данных на основе C2000 по-

казана на рисунке 1. Обычно она

питается от сети переменного тока;

однако в некоторых случаях такие

системы питаются от аккумулято-

ров. В большинстве случаев вбли-

зи контроллера находятся схемы

управления питанием, формиро-

вания тактовых импульсов, сброса,

цепи формирования сигналов (для

аналоговых входов, использующих

операционные усилители), схемы

драйверов для управления выхо-

дами с широтно-импульсной моду-

ляцией (ШИМ), пользовательский

интерфейс, трансиверы на последо-

вательных портах связи, внешние за-

поминающие устройства или другие

с параллельным внешним интерфей-

сом XINTF или последовательная I2C

Flash-память и другие вспомогатель-

ные схемы.

Устройства TMS320F28xx/F28xxx

включают в себя различные встро-

енные периферийные блоки. Хотя

эти периферийные устройства и из-

бавляют от необходимости добав-

лять внешние интерфейсы и делают

устройство более гибким с точки зре-

Руководство по проектированию аппаратного обеспечения ЦСК TMS320F28xx и TMS320F28xxx

П р а д и п Ш а й н д ( P r a d e e p S h i n d e )



ния выполнения требований на уров-

не системы для различных вариантов

применения, трудно спроектировать

аппаратное обеспечение для работы

с этими периферийными устройства-

ми и ЦСК так, чтобы добиться наи-

высшей производительности при

оптимальной надёжности. Поэтому

проектирование специализирован-

ной платы для решения задач за-

казчика, которая бы заработала так,

как нужно, с первой попытки, пред-

ставляется действительно трудной

задачей.

При частоте ЦПУ до 150 МГц име-

ется много внутренних функциональ-

ных блоков на плате, работающих

на различных частотах. Любой сигнал

с частотой выше 10 МГц может созда-

вать проблемы с точки зрения целост-

ности сигнала, если этим вопросам

не уделено надлежащее внимание

при разработке схемы и компоновке.

Кроме того, на этой же плате имеются

аналоговые сигналы низкого уровня.

Прежде чем приступать к проектиро-

ванию платы, следует рассмотреть

вопросы ЭМП/ЭМС и электрических

шумов. Необходимо обеспечить про-

стоту отладки всей спроектированной

системы в целом.

Примечание. В статье рассма-

триваются семейства TMS320F281x,

F280x, F280xx и F2833x, которые ак-

тивно используются на момент пу-

бликации. В последующих редакци-

ях будут рассмотрены данные новых

семейств.

Использование различных составляющих аппаратного обеспечения

В следующих разделах рассматри-

вается каждый из блоков, составляю-

щих проектируемую систему.

Схема тактирования

В устройствах F28x имеется два

варианта формирования тактовых

импульсов: с помощью встроенно-

го кварцевого генератора или по-

дачи тактовых импульсов от внеш-

него источника на контакт XCLKIN

(рисунок 2). Частота этого базового

входного тактового сигнала, исполь-

зующего внутренний генератор, на-

ходится в диапазоне 20–35 МГц.

Реализованную на кристалле схему

фазовой автоподстройки частоты

(ФАПЧ) можно настроить на частоты,

кратные частоте входного тактового

сигнала, и получить широкое раз-

нообразие тактовых частот системы.

Каждый раз, когда изменяете содер-

жимое регистра PLLCR для конфигу-

рирования умножителя ФАПЧ, схе-

ме ФАПЧ необходимо 131 072 цикла

для подстройки. Во время процесса

подстройки частота устройства пре-

терпевает большие колебания в на-

чале и в конце этой процедуры. Эти

два потенциальных скачкообразных

изменения частоты могут вызвать

пульсации напряжения питания.

Необходима тщательная разработка

Рисунок 1. Типовая система TMS320F28xx/28xxx



цепей питания для предотвращения

этих состояний. Как только произ-

ведена запись в регистр PLLCR, ре-

комендуется выждать в замкнутом

цикле ожидания программы до под-

стройки частоты до нового значения.

Новая запись в регистр PLLCR даже

с теми же значениями вызовет эти

колебания частоты и пульсации на-

пряжения питания.

Частота внешнего источника так-

товых импульсов, подаваемых

на контакт CLKIN, может быть равна

максимальной частоте, на которой

может работать ЦПУ (SYSCLKOUT).

ЦПУ способно работать в пределах

широкого диапазона этой частоты.

Другие тактовые сигналы для всех пе-

риферийных устройств формируются

на основе тактовых импульсов ЦПУ.

Наивысшая возможная частота так-

тового сигнала выбирается для того,

чтобы достичь максимальной скоро-

сти выполнения команд. Однако дру-

гим аспектом является энергопотре-

бление, которое возрастает линейно

с увеличением тактовой частоты ЦПУ.

Подробнее о графиках потребляемой

мощности/тока смотрите [1, 2, 4, 5].

Сравнение внутреннего (кварцевого генератора/резонатора) и внешнего генератораПервый вопрос, который нужно

решить в отношении формирова-

ния тактовых импульсов, это следует

ли использовать генератор, реализо-

ванный на этом же кристалле (квар-

цевый генератор или резонатор),

или же внешние тактовые импульсы

от внешнего генератора или какого-

нибудь другого источника в системе.

Первое, что оказывает влияние

на выбор, – это стоимость; кварцевый

резонатор и несколько его сопутству-

ющих элементов, используемых в слу-

чае внутреннего генератора, обычно

дешевле, чем внешний генератор.

Поэтому использование кварцевого

резонатора вместе с внутренней схе-

мой может быть хорошим вариантом,

если только такой же тактовый сигнал

не должен быть обеспечен для дру-

гих устройств в системе. Поскольку

не рекомендуется выполнять никаких

других дополнительных соединений

со схемой кварцевого резонатора,

единственным вариантом будет ис-

пользование выхода тактового сигна-

ла F28xx (XCLKOUT) или формирова-

ние его с помощью блока ШИМ для

тактирования других устройств в си-

стеме. Однако ЦСП обычно не работа-

ет на частоте кварцевого резонатора,

поэтому если другие устройства в си-

стеме требуют этой же частоты так-

тового сигнала, проще использовать

внешний генератор, и обычно этому

варианту отдаётся предпочтение.

Использование кварцевого генератора/резонатора в качестве источника тактовых импульсовСхема генератора, реализованная

на этом же кристалле всех устройств

F28xx/F28xxx, позволяет подключать

кварцевый генератор/резонатор

к контактам X1 и X2. Сигнал на кон-

такте X1 формируется относительно

основного напряжения питания циф-

ровой части (VDD). Контакт X2 являет-

ся выходом внутреннего генератора.

Кварцевый резонатор подключается

к контактам X1 и X2. Если контакт X2

не используется, он должен оста-

ваться неподключённым. Устройства

F281x имеют общий контакт для сиг-

налов X1 и XCLKIN.

На рисунке 3 показаны внешняя

схема и соединения, требующиеся

для использования внутреннего ге-

нератора, а также приведено выра-

жение, определяющее зависимость

между указанной изготовителем

ёмкостью нагрузки кварцевого гене-

ратора CLOAD и двумя внешними кон-

денсаторами C1 и C2. Входы управ-

ления режимом внешнего тактового

сигнала указывают, разрешено или

нет использование внутреннего ге-

нератора. Если внутренний генера-

тор используется, выберите вариант

режима тактового сигнала, который

разрешает использование внутрен-

него генератора.

Эффективная ёмкость нагрузки,

CLOAD, для цепи кварцевого резо-

натора представляет собой после-

довательно подключённые C1 и C2.

Правильная нагрузка важна для фор-

мирования надлежащей рабочей ча-

стоты. Имеются кварцевые резона-

торы с разными значениями CLOAD.

Но внутренний генератор ЦСК не за-

пустится и не будет надёжно работать

при слишком высоком или слишком

низком значении CLOAD. Подробнее

об этом смотрите технические дан-

ные в спецификации от произво-

дителей кварцевых резонаторов.

Рекомендуется выбирать кварцевый

резонатор параллельного резонанса,

имеющий CLOAD порядка 12 пФ и эк-

вивалентное последовательное со-

противление (ЭПС) 30–60 Ом.

Фактические дискретные значения,

требующиеся для конденсаторов C1

и C2, обычно ниже рассчитанной

ёмкости нагрузки на величину до 5 пФ

ввиду паразитных ёмкостей печатных

проводников платы и входных кон-

тактов ЦСК; компоновка платы очень

важна. Если требуется прецизионная

регулировка частоты, точные значе-

ния ёмкостей конденсаторов можно

определить, изменяя значения ёмко-

Рисунок 2. Варианты входных тактовых сигналовРисунок 3. Типовая схема кварцевого генератора



стей конденсаторов и проводя точ-

ные измерения частоты с помощью

частотомера.

Примечание. Рекомендуется уточ-

нить у производителя кварцевого ре-

зонатора/генератора характеристику

работы его устройства с кристаллом

ЦСК. Производитель имеет оборудо-

вание и опыт настройки параллель-

ного резонансного контура. Также

может проконсультировать вас от-

носительно надлежащих значений

элементов контура для надёжного

пуска и стабильной работы во всём

рабочем диапазоне.

Использование внешнего генератораЧтобы выбрать надлежащий внеш-

ний генератор, рассмотрим техниче-

ские данные, такие как частота, ста-

бильность, ухудшение параметров

со временем, чувствительность к на-

пряжению, длительности переднего

и заднего фронтов импульсов, коэф-

фициент заполнения последователь-

ности импульсов и уровни сигнала.

В некоторых случаях может возник-

нуть необходимость учесть джит-

тер импульсов. Обратите внимание

на то, что только устройства F280x

и F28xxx могут работать с внешним

тактовым сигналом, имеющим ам-

плитуду VDD (1,8 В/1,9 В) или 3,3 В.

Тактовый сигнал для устройств F281x

должен иметь уровни 0 и VDD.

Подключение выхода внешне-

го генератора к устройствам F280x

и F28xxx осуществляется так, как по-

казано на рисунке 4. Важно зазем-

лить X1 или XCLKIN, как показано

на рисунке. Если их оставить непод-

ключёнными, частота CLKOUT будет

неправильной и ЦСК может работать

ненадлежащим образом.

Устройства F281x выбирают внеш-

ний генератор тактовых импульсов,

уровни которых составляют 0 и VDD

(0–1,8 В/1,9 В).

Примечание. Если вы используете

внешний генератор с напряжением

3,3 В для системы F281x, используйте

преобразователь напряжения 3,3 В

в 1,8 В/1,9 В, эквивалентный одиноч-

ному инвертору с триггером Шмидта

SN74LVC1G14, – SN74LVC1G14 произ-

водства Texas Instruments [3].

Потеря входного тактового сигнала – аварийный режимЕсли входной тактовый сигнал,

OSCCLK, отключён или отсутствует,

ФАПЧ продолжает формировать

тактовый сигнал аварийного режи-

ма. Тактовый сигнал аварийного ре-

жима продолжает тактировать ЦПУ

и периферийные устройства с типо-

вой частотой 1–5 МГц. Аварийный

режим работает не с момента вклю-

чения питания, а только после того,

как появились входные тактовые

импульсы. В режиме шунтирования

ФАПЧ тактовый сигнал аварийно-

го режима от ФАПЧ автоматически

направляется в ЦПУ, если входной

тактовый сигнал отключён или от-

сутствует. Сторожевой счётчик оста-

навливает уменьшение значений при

отказе входного тактового сигнала

и не изменяет значения при тактовом

сигнале аварийного режима. Эти со-

стояния могут использоваться при-

кладным встроенным програм мным

обеспечением для обнаружения

отказа входного тактового сигнала

и запуска необходимой процедуры

останова системы.

Примечание. В тех случаях, ког-

да правильная рабочая частота ЦПУ

абсолютно необходима, следует реа-

лизовать механизм, с помощью кото-

рого ЦСК удерживается в состоянии

сброса в случае отказа входных так-

товых импульсов. Например, RC-цепь

можно использовать для включения

контакта XRS ЦСК, если конденсатор

полностью заряжен. Контакт ввода/

вывода можно использовать для пе-

риодической разрядки конденсато-

ра, для того чтобы предотвратить его

полную зарядку. Такая схема также

помогла бы в обнаружении отказа

Flash-памяти на шине VDD3VFL.

XCLKOUTВыходной тактовый сигнал, фор-

мируемый из SYSCLKOUT, доступен

на выходе XCLKOUT в качестве так-

тового сигнала общего назначения,

который можно использовать для

внешнего генератора периодов ожи-

дания. Он также служит в качестве

точки тестирования для проверки ча-

стоты тактовых импульсов ЦПУ и для

подтверждения надлежащей рабо-

ты ФАПЧ. При сбросе XCLKOUT =

SYSCLKOUT/4; но его можно настро-

ить на величину, равную SYSCLKOUT

или 1/2 SYSCLKOUT.

Сигнал XCLKOUT активен, ког-

да активен сброс. Поскольку зна-

чение XCLKOUT должно отражать

SYSCLKOUT/4, если уровень сиг-

нала сброса низкий, вы можете

контролировать этот сигнал, чтобы

определять, тактируется ли устрой-

ство надлежащим образом во время

отладки. На контакте XCLKOUT нет

внутреннего подтягивания или пони-

жения уровня сигнала. Нагрузочная

способность этого контакта состав-

ляет 8 мА. Если XCLKOUT не ис-

пользуется, его можно отключить,

установив бит CLKOFF в состояние 1

в регистре конфигурации XINTF

(XINTCNF2). Это выходной контакт

КМОП-устройства, и он не должен

замыкаться на землю, даже если

он не используется.

Сброс и сторожевой таймер

Контакт XRS позволяет передавать

сигналы сброса устройства (вход)

и сброса сторожевого таймера (вы-

ход). Длительность импульса горя-

чего сброса определяется как вось-

микратный период тактового сигнала

генератора (OSCCLK); однако шири-

на импульса сброса при включении

должна быть намного больше, что-

бы учитывать время, необходимое

для того, чтобы VDD достигло уровня

1,5 В (чтобы повысить достоверность

Flash) и период пуска генератора,

составляющий 10 мс (номинальное

значение). Возможно, вам потребу-

ется сделать это время более 100 мс,

чтобы учесть все другие связанные

со сбросом задержки.

Во время отключения уровень сиг-

нала на контакте XRS должен быть Рисунок 4. Подключение внешнего генератора к F280x/F28xxx



низким по крайней мере за 8 мкс

до того, как VDD достигнет 1,5 В, что-

бы повысить достоверность Flash.

Всякий раз, когда 8-разрядный

счётчик сторожевого таймера дости-

гает своего максимального значе-

ния, сторожевой модуль формирует

выходной импульс длительностью

512 тактовых импульсов генератора.

Обратите внимание на то, что сиг-

нал WDRST выводит сигнал сброса

на контакт XRS. Выходной буфер

этого контакта представляет собой

открытый коллектор с внутрен-

ней подтяжкой (типовое значение

100 мкА). На рисунке 5 показана

блок-схема сторожевого модуля.

Для контакта XRS часто достаточно

простых RC-фильтров. Но ещё лучше

использовать диоды защиты от элек-

тростатического разряда, такие как

CM1215 производства California

Micro. Подробнее смотрите на сайте

www.calmicro.com.

Интерфейс отладки/JTAG

и сигналы EMU

Для целевой отладки все устрой-

ства F28xx/F28xxx используют пять

сигналов стандарта IEEE 1149.1-1990

(сигналы IEEE Standard Test Access

Port and Boundary-Scan Architecture

(JTAG)) (TRST, TCK, TMS, TDI и TDO)

и два дополнительных сигнала Texas

Instruments (EMU0 и EMU1).

Назначение контактов разъёма

JTAG показано на рисунке 6.

Как показано на рисунке 6, разъ-

ёму требуется более пяти сигналов

JTAG и дополнительных сигналов

Texas Instruments. Ему также тре-

буется сигнал возврата тестового

тактового сигнала (TCK_RET), пита-

ние тестируемого устройства (VCC)

и заземление (GND). TCK_RET –

это тестовый тактовый сигнал, вы-

ходящий из контроллера сканиро-

вания и подаваемый в тестируе-

мую систему. Тестируемая система

использует TCK_RET, если на неё

не подаётся её собственный те-

Рисунок 5. Соединение XRS с модулем сторожевого таймера

Рисунок 6. Разъём JTAG для подключения тестируемого устройства к контроллеру сканирования

Таблица 1. Сигналы 14-контактного разъёма JTAG

Сигнал Назначение Состояние эмулятора Состояние тестируемой системы

EMU0 Контакт эмулятора 0 I I/O

EMU1 Контакт эмулятора 1 I I/O

GND Земля

PD (VСС)

Обнаружение присутствия. Этот сигнал указывает на то,

что кабель эмулятора подключён и что на тестируемое устройство подано питание.

PD должен быть связан с VCC в тестируемой системе

I O

TCK

Тестовый тактовый сигнал. TCK – это источник тактового сигнала

из кабеля эмулятора. Этот сигнал можно использовать для управления тестовым

тактовым сигналом системы

O I

TCK_RET

Возврат тестового тактового сигнала. Вход тестового тактового сигнала

для эмулятора. Этот сигнал может представлять собой буферизованный

или небуферизованный вариант TCK

I O

TDI Тестовый вход данных O I

TDO Тестовый выход данных I O

TMS Выбор режима тестирования O I

TRST Сброс тестирования O O



стовый тактовый сигнал, и в этом

случае TCK просто не используется

во многих тестируемых системах.

TCK_RET подключается к TCK и ис-

пользуется в качестве тестового

тактового сигнала.

Нагрузочная способность контактов

TDO, EMU0 и EMU1 составляет 8 мА.

Разъём JTAG следует размещать

в пределах 6 дюймов или менее

(предпочтительно на расстоянии

2 дюйма) от соответствующих кон-

тактов ЦСК (рисунок 7). Если это не-

возможно, следует дополнительно

предусмотреть буферирование сиг-

налов.

Назначение контактов указано в та-

блице 1.

Каскадное подключение с использованием портов JTAG других устройств на платеЕсли у вас на плате имеется несколь-

ко устройств с портами JTAG, они

могут использовать общий разъём

JTAG.

В то время как соединение с разъёмом

JTAG может быть одним и тем же,

тракты сканирования, используемые

для эмуляции, отличаются от тех, что

используются при периферийном

сканировании. Различные после-

довательные тракты сканирования,

по которым может собираться ин-

формация, находятся внутри про-

цессора. Плата эмулятора указывает,

какой тракт сканирования использу-

ется и какая информация содержится

в каждом тракте сканирования. Эта

функция, которую традиционно на-

зывают менеджером сканирования,

предполагает выполнение задач кон-

троля всей информации, получаемой

и направляемой из/в различные

процессоры в тракте сканирования.

Более того, она направляет эту ин-

формацию в и из различных окон

отладки.

Основополагающее правило, о ко-

тором не следует забывать, заклю-

чается в том, что все данные должны

сканироваться последовательно че-

рез все устройства при подключении

общего разъёма JTAG к нескольким

портам.

Один из способов показан на ри-

сунке 8.

Другая конфигурация предполагает

каскадное подключение портов, как

показано на рисунке 9.

Рисунок 7. Подключение контактов JTAG (для системы на основе одного F28x)

Рисунок 8. Подключение эмулятора в случае многопроцессорной системы

Рисунок 9. Каскадное подключение эмулятора



При отладке систем, в которых

имеется более одного устройства

производства Texas Instruments, вам

необходимо использовать менед-

жер параллельной отладки (PDM),

который обеспечивает синхронную

отладку системы с несколькими

процессорами. Если у вас сконфи-

гурирована система с несколькими

процессорами в утилите CC_Setup,

вызов PDM происходит автоматиче-

ски, когда вы запускаете приложение

CC_App.

Подробнее о возможностях эму-

ляции смотрите «Основы эмуляции

для решений ЦСП Texas Instruments»

[8], раздел «Возможности эмуляции»

[7] и раздел «Вопросы проектирова-

ния при использовании эмулятора

XDS510» в [6].

Важные аспекты, на которые нужно обратить внимание в отношении контактов JTAG и EMUЗдесь рассмотрим важные момен-

ты. В разделах описания сигналов

для платформы C2000 указывают-

ся требования к подключению этих

контактов. Планируете ли вы ис-

пользовать интерфейс JTAG или нет,

вам нужно иметь уверенность в том,

что эти сигналы не будут создавать

помехи при работе систем на месте

эксплуатации. Первое, что нужно

иметь в виду, это функция контакта

TRST, который является контактом

сброса тестирования в интерфейсе

JTAG.

Примечание. Когда на контакте

TRST поддерживается высокий уро-

вень сигнала, он передаёт управле-

ние работой устройства системе ска-

нирования (эмулятору). Этот контакт

имеет внутреннюю подтяжку к земле

и сигнал на нём никогда не должен

подтягиваться до высокого уровня.

Внутренняя подтяжка не очень силь-

ная, поэтому она не будет нагружать

систему сканирования. В среде, где

имеется высокий уровень шумов,

на этом контакте может наводиться

сильный шумовой сигнал, перево-

дящий устройство в режим тестиро-

вания. Настоятельно рекомендуется

предусматривать дополнительный

внешний понижающий резистор.

Значение сопротивления этого ре-

зистора выбирается на основании

нагрузочной способности исполь-

зуемых блоков отладки. Обычно

резистор с сопротивлением 2,2 кОм

обеспечивает достаточную защиту.

Во многих, на первый взгляд не-

сложных, разработках имеют место

электрические шумы. Например,

управление чуть большей нагрузкой

создаёт скачки напряжения в шинах

питания. Питание ядра и устройств

ввода/вывода может иметь доста-

точно сильную пульсацию и шумо-

вую составляющую; в других случаях

компоновка платы может быть не-

стойкой к шумам. Любые всплески

напряжения, наведённые на контакте

TRST, переводят устройство в режим

тестирования, и это будет выглядеть

так, как если бы ЦСК внезапно завис,

обрабатывая код прикладной зада-

чи. Для того чтобы избежать такой

ситуации, подключайте контакт TRST

так, как указано в вышеприведённом

примечании.

Подобно контактам TRST, важно

также подключение контактов EMU0

и EMU1. Справочная литература по

ЦСК рекомендует «подтягивать» сиг-

налы на этих контактах до высокого

уровня с помощью резистора с номи-

налом от 2,2 до 4,7 кОм. Нужно быть

уверенным в том, что выбранное

значение не нагрузит блок отладки.

Если имеют место условия высокого

уровня шумов, номинал понижающе-

го резистора на контакте TRST можно

уменьшить ещё больше.

На контакты сигналов JTAG, ко-

торые имеют особую важность,

а именно TRST, EMU0 и EMU1, до-

бавляют шунтирующие конденсаторы

(0,01 мкФ).

Контакты прерываний, ввода/

вывода общего назначения

и встроенные периферийные

устройства

В следующих ниже разделах рас-

смотрим меры предосторожности,

которые требуется принимать при

сопряжении контактов ввода/вывода

общего назначения/сигналов преры-

ваний и встроенных периферийных

устройств.

Контакты ввода/вывода общего назначенияКонтакты ввода/вывода общего

назначения мультиплексированы для

передачи двух или более сигналов;

каждый контакт ввода/вывода обще-

го назначения можно использовать

для реализации цифрового ввода/

вывода или периферийного ввода/

вывода. Чтобы облегчить маршрути-

зацию сигналов или если вам нужно

использовать контакт для другого

мультиплексированного назначения,

некоторые из периферийных сигна-

лов мультиплексированы на два раз-

ных набора контактов.

Нагрузочная способность (ток сто-

ка/истока) выходного буфера кон-

тактов ввода/вывода общего назна-

чения обычно составляет 4 мА (если

только иное не оговорено особо).

Максимальная частота переключе-

ния контакта ввода/вывода общего

назначения составляет 20 МГц в слу-

чае устройств F281x и 25 МГц в случае

устройств F280x/F28xxx.

Обратите внимание на то, что

при сбросе контакты ввода/вывода

общего назначения находятся в со-

стоянии ввода (состояние, принятое

по умолчанию). Часто возникает во-

прос: что делать с неиспользуемыми

контактами ввода/вывода общего

назначения? Все устройства F28x

разработаны на основе технологии

КМОП. Поэтому правила и меры

предосторожности, применяемые

в случае входов или выходов КМОП

(с высоким импедансом), приме-

няются и в этом случае. Возможны

варианты: либо сконфигурировать

их как выходы и оставить неподклю-

чёнными, либо определить их как

входы с надлежащим подключе-

нием контакта. В определённое со-

стояние их переводит подтягиваю-

щий до VCC или понижающий к GND

резистор (1–10 кОм). Любой вход,

оставленный неподключённым,

может перевести буфер входа в ли-

нейный режим, в котором возмож-

но чрезмерно большое потребление

тока питания; в большинстве случа-

ев это нежелательно. Теоретически

входы, не выполняющие важных

функций, можно сконфигуриро-

вать как выходы и оставить не-

подключёнными для того, чтобы

не увеличивать ненужное энерго-

потребление; однако обычно не-

плохо оставить их в режиме входа,

который принят по умолчанию,

и объединить.

Для объединения неиспользуемых

входов можно использовать не-

сколько различных подходов. Если

несколько входов требуют подтяги-



вания, это может быть осуществлено

(в зависимости от тока входа) с по-

мощью одного резистора, если но-

минал резистора остаётся достаточно

низким (не забывайте о законе Ома).

В этом случае также подразумевается,

что ни один из этих входов никогда

не переводится в состояние низкого

уровня. Обратите внимание на то, что

если слишком много входов подтя-

гиваются до высокого уровня рези-

стором с небольшим номиналом,

в результате может оказаться, что

необходимый логический уровень

сигнала не выдерживается. Если это

произошло, ЦСК может интерпрети-

ровать это как то, что один или не-

сколько из контактов находятся в со-

стоянии низкого логического уровня.

Во многих системах это вызывает се-

рьёзные проблемы.

Любой вход, который обычно

подтягивается до высокого уров-

ня, но иногда должен переводить-

ся в состояние низкого уровня (для

тестирования системы или по дру-

гим причинам), следует подтяги-

вать с помощью его собственного

отдельного резистора (если только

вы не хотите переводить все эти

входы в состояние низкого уровня

сигнала).

Заземляйте все входы, которые

требуют привязки к уровню логиче-

ского нуля, если только вход не тре-

буется принудительно переводить

в состояние высокого уровня для

тестирования системы или по иным

причинам. Используйте понижаю-

щий резистор большого номинала,

если вход обычно находится в со-

стоянии низкого уровня, но иногда

его требуется переводить в состоя-

ние высокого уровня. Если вы увере-

ны в том, что определённый контакт

ввода/вывода общего назначения

никогда не будет использоваться,

правильным подходом является его

понижение до уровня потенциала

земли.

Обратите также внимание на то, что

некоторые контакты имеют внутрен-

ние подтягивающие/понижающие

элементы, управляемые программно,

и могут не переводиться в требуемое

состояние после сброса. При необ-

ходимости биты регистра, управ-

ляющие этими функциями, должны

всегда быть надлежащим образом

установлены программно.

Управление большой нагрузкойИспользуйте соответствующие бу-

ферные устройства, если вам нужно

управлять нагрузкой, превышающей

максимально допустимую для вхо-

дов ввода/вывода общего назна-

чения, которая составляет ±4 мА.

Примерами таких нагрузок могут слу-

жить реле постоянного тока, светоди-

оды и т. д. Рассмотрите возможность

применения следующих комплектую-

щих от Texas Instruments:

• для управления нагрузкой

±24 мА: 8-разрядные буферы/

драйверы с 3 состояниями выхо-

дов SN54AC241, SN74AC241 [24];

• для нагрузки с высоким уровнем

напряжения и тока: транзистор-

ные сборки ULN2xxx (типовые

параметры 50 В, 500 мА).

Сборки транзисторов Дарлингтона

с высоким уровнем напряже-

ния и тока ULN2001A, ULN2002A,

ULN2003A, ULN2004A, ULQ2003A,

ULQ2004A [25].

Продолжение следует.


1. TMS320F2810, TMS320F2811,

TMS320F2812, TMS320C2810,

TMS320C2811, TMS320C2812,

Digital Signal Processors Data

Manual (SPRS174)

2. TMS320F2809, TMS320F2808,

TMS320F2806, TMS320F2802,

TMS320F2801, TMS320C2802,

TMS320C2801, and TMS320F2801x

DSPs Data Manual (SPRS230)

3. SN74LVC1G14 Single Schmitt-Trigger

Inverter Data Sheet (SCES218)

4. TMS320F28044 Digital Signal

Processor Data Manual (SPRS357)

5. TMS320F28335, TMS320F28334,

TMS320F28332, Digital Signal

Controllers (DSCs) Data Manual

(SPRS439)

6. TMS320F/C24x DSP Controllers CPU

and Instruction Set Reference Guide

(SPRU160)

7. TMS320C28x DSP CPU and

Instruction Set Reference Guide

(SPRU430)

8. Emulation Fundamentals for TI's DSP

Solutions (SPRA439)

9. High-Speed DSP Systems Design

Reference Guide (SPRU889)

10. An Overview of Designing

Analog Interface With

TMS320F28xx/28xxx DSCs

(SPRAAP6)

11. Implications of Slow or Floating

CMOS Inputs (SCBA004)

12. Printed-Circuit-Board Layout

for Improved Electromagnetic

Compatibility (SDYA011)

13. Circuit Board Layout Techniques

(SLOA089)

14. Latch-Up, ESD, and Other

Phenomena (SLYA014)

15. High-Speed Layout Guidelines

(SCAA082)

16. F2810, F2811, and F2812 ADC

Calibration (SPRA989)

17. TMS320280x and TMS3202801x

ADC Calibration (SPRAAD8)

18. Choosing and Using Bypass

Capacitors, Article, http://www.

embedded.com/

19. PCB Design Guidelines For Reduced

EMI (SZZA009)

20. Printed-Circuit-Board Layout

for Improved Electromagnetic

Compatibility (SDYA011)

21. Reduced Electromagnetic

Interference (EMI) With the

TMS320C24x DSP (SPRA501)

22. TPS767D3xx Dual-Output Low-

Dropout Voltage Regulators Data

Sheet (SLVS209)

23. TMS320F2808 DSP Power

Reference Design (SLVA296)

24. SN54AC241, SN74AC241 Octal

Buffers/Drivers With 3-State

Output (SCAS513)

25. ULN2001A, ULN2002A, ULN2003A,

ULN2004A, ULQ2003A,

ULQ2004A, High-Voltage High-

Current Darlington Transistor Array

(SLRS027)

26. OPA376, OPA2376, OPA4376

Precision, Low Noise, Low Quiescent

Current, Operational Amplifier Data

Sheet (SBOS406)

27. OPA343, OPA2343, OPA4343

Single-Supply, Rail-to-

Rail Operational Amplifiers

microAmplifiers Series (SBOS090)

28. TLV2470, TLV2471, TLV2472,

TLV2473, TLV2474, TLV2475,

TLV247xA Family of 600 μ A/CH 2.8

MHz Rail-to-Rail Input/Outpu High-

Drive Operational Amplifiers With

Shutdown (SLOS232)

29. REF5020, REF5025, REF5030,

REF5040, REF5045, REF5050 Low-

Noise, Very Low Drift, Precision

Voltage Reference Data Sheet

(SBOS410)

Простая миграция продуктов с цифровых мультимедийных процессоров DM8168 на энергоэффективные программно

совместимые цифровые мультимедийные процессоры DM8148 позволяет заказчикам быстро и легко создавать большое

количество уникальных продуктов с использованием цифровой мультимедийной платформы DaVinci™ с помощью

комплекта разработчика ПО EZ компании TI (SDK), предполагающего повторное использование кода и удовлетворение

требований заказчика однократным вложением средств на разработку ПО. Клиенты могут использовать тот же комплект

разработчика ПО EZ производства TI для приложений, не требующих обработки видеосигнала для миграции на со-

вместимые по выводам микропроцессоры Sitara™ ARM® или платформы C6-Integra™ DSP + ARM для дальнейшего

выгодного использования однократного вложения средств на разработку программного и аппаратного обеспечения.

Образцы высокоэффективных цифровых мультимедийных процессоров DM8168 DaVinci доступны уже сегодня!

Цена за один цифровой мультимедийный процессор DM8168 DaVinci в партиях по 1000 шт. составляет от $75.

Загрузите комплект разработчика ПО EZ производства TI на сайте www.ti.com и воспользуйтесь преиму-

ществами поддержки операционной системы Linux уже сегодня!

• Высокоэффективный цифровой мультимедийный

процессор DM8168 DaVinci™ предлагает в три раза

большую способность обработки видео по сравнению

с конкурирующими решениями, до 3 потоков в фор-

мате 1080p60, 12 одновременных видеопотоков в фор-

мате 720p30 или комбинацию из потоков с меньшим

разрешением. Это позволяет заказчикам построить

видеосистемы, предполагающие захват, кодирование,

декодирование и анализ нескольких видеопотоков

одновременно на трёх дисплеях. Это также позволяет

заказчикам дифференцировать свои продукты с помо-

щью средств расширенного анализа. Наилучшим обра-

зом это подходит для многоканальных систем видеона-

блюдения высокой чёткости, систем видеоконференц-

связи, мультимедийных концентраторов и систем

видеовещания.

• Малопотребляющий цифровой мультимедийный

процессор DM8148 DaVinci™ предлагает высокоэф-

фективную обработку одного видеопотока в формате

1080p60, 3 одновременных видеопотоков в формате

720p30 или нескольких потоков меньшего разрешения

при энергопотреблении всего 3 Вт. Он также предостав-

ляет передовые возможности по обработке и отображе-

нию информации, аналогичные с имеющимися в циф-

ровом мультимедийном процессоре DM8168 DaVinci™.

Он идеально подходит для применения в области чув-

ствительных по потреблению клиентских и медицинских

видеоустройств, требующих меньших видеопотоков.

Сфера применения включает видеокамеры Skype™,

системы интерактивных цифровых табло, цифровые

видеомагнитофоны и IP-камеры систем видеонаблюде-

ния, потоковые медиаплееры и сетевые проекторы.

Новейшие видеопроцессоры от TIобладают в 3 раза большей производительностью обработки видео высокой чёткости

Характеристики Преимущества

Высокая интеграция на одном чипе: видеоускорители, ARM Cortex™-A8, TMS320C674x DSP, 3D графический ускоритель, дисплейные контроллеры и периферийные устройства (PCIexpress Gen 2, SATA 2.0, Gigabit Ethernet, HDMI, коммутатор Gigabit Ethernet, CAN, DDR2/DDR3 и многое другое)

• Снижение стоимости материалов на 50% путём сокращения количества дискретных элементов и габаритов печатной платы на 1/5

• Широкополосная связь, сокращающая время ожидания (временные задержки в системе), которые, как правило, возникают вследствие межсетевого взаимодействия между многими дискретными элементами

До 3 ускорителей видео высокой чёткости, которые отвечают за захват, кодирование, декодирование и анализ нескольких видеопотоков:• до 3 видеоканалов в формате 1080p60;• множество комбинаций видеоканалов с меньшим или стандартным разрешением

Возможность для заказчиков масштабировать видеоразрешение и производительность согласно требованиям приложений, устанавливая таким образом правильное соотношение энергопотребления и производительности, а также позволяя подстраивать конечный продукт под заказчика

ARM Cortex™-A8 до 1,2 ГГц

Высокоэффективное ядро ARM позволяет подстраиваться под требования заказчика с помощью приложений, насыщенных графических пользовательских интерфейсов, с поддержкой нескольких операционных систем

DSP с частотой до 1,0 ГГц C674x предоставляет возможность программирования для адаптации к развивающимся стандартам и позволяет пользователям вводить новшества с помощью математических вычислений, обработки сигналов, плавающей точкой для большей точности и более широкого динамического диапазона

Дифференциация продуктов с помощью анализа, комплексных алгоритмов, аудио и возможности подстраивания под новые стандарты кодеков

Поддержка до двух высококачественных дисплеев с разрешением до 1920×1280 и графическим ускорителем SGX530

Трёхмерная графика и более сложные графические пользовательские интерфейсы с использованием нескольких графических дисплеев с кодированием и декодированием видеопотоков H.264 (доступна расширенная поддержка нескольких форматов)

Начало оценки через несколько минут и разработки менее чем через один час с помощью оценочного модуля TMDXEVM8168 и комплекта разработчика ПО EZ от TI

• Требует единой установки из пользовательского интерфейса с сенсорным экраном

• Содержит демонстрационные версии, библиотеки ПО, образец кода, мультиформатные кодеки для соответствия существующим и будущим стандартам

• Поддержка операционных систем Linux, Android и Windows Embedded CE• Использование новейшего ПО для приложений из сообщества по

программам с открытым исходным кодом с большим количеством уже готовых к использованию компонентов, соответствующих стандартизированному интерфейсу прикладного программирования (API) посредством стандартной программной инфраструктуры с открытым исходным кодом, OpenMAX



Сегодняшние потребители ожидают

наилучших характеристик от своих ау-

диоустройств. Они хотят кристально-

чистого звучания где бы то ни было –

и в том формате, который они хо-

тят использовать. Texas Instruments

предлагает слушателям технологию

PureParth™ для улучшения аудио-

всприятия. Обладая высокими экс-

плуатационными характеристиками,

беспримерным уровнем интеграции

и гибкостью применения, програм-

мируемые компоненты от компании TI

помогут создать аудиосистему с есте-

ственным звучанием и широкими

функциональными возможностями

за приемлемую цену. Это надёжные,

гибкие и энергосберегающие решения

для простых и сложных аудиосистем,

начиная с лидирующих в отрасли ЦСП

(цифровых сигнальных процессоров)

и обладающих высокими характе-

ристиками аналоговых устройств

до расширенного набора приклад-

ного программного обеспечения.

Технология PureParth™ представля-

ет собой высокопроизводительный

промышленный стандарт беспровод-

ной передачи звука с CD-качеством.

Семейство микросхем CC85XX даёт

возможность разработчикам исполь-

зовать преимущества этой техноло-

гии как для передачи звука, так и для

других микропотребляющих решений

для диапазона частот 2,4 ГГц. Система

на кристалле (SoC) CC85XX совмести-

ма с большим количеством кодеков,

конвертеров, цифровых звуковых

усилителей от TI, которые используют

интерфейсы I2S и I2C (TLV320AIC3101,

TLV320DAC3202, TLV320AIC3206,

PCM1870A, TPA6140A2, TAS5708).

TLV320AIC3101, стереокодек

с низким энергопотреблением,

с 6 входами, 6 выходами,

усилителем для динамиков/

наушников и широким

набором цифровых эффектов

ОписаниеTLV320AIC3101 представляет собой

стереофонический аудиокодек с ма-

лым энергопотреблением, с усилите-

лем для стереофонических наушников,

а также с многочисленными входами

и выходами, программируемыми

для несимметричной или полностью

дифференциальной конфигурации.

Имеется расширенный режим управ-

ления питанием на базе регистров,

обеспечивающий воспроизведение

стереосигнала через 48 кГц ЦАП при

потреблении мощности 14 мВт от ис-

точника с напряжением 3,3 В, что де-

лает эту схему идеальной для ис-

пользования в аудио- и телефонных

устройствах, питаемых от батарей.

Тракт записи TLV320AIC3101 содер-

жит встроенный источник смещения

для микрофона, предварительный

микрофонный усилитель с цифровым

управлением и автоматической регу-

лировкой усиления (AGC) и с возмож-

ностью смешения/мультиплицирова-

ния нескольких аналоговых входных

сигналов. Имеются программируемые

фильтры для режима записи, позво-

ляющие удалять звуковые шумы, воз-

никающие в цифровых камерах при

зуммировании.

Характеристики:• Стереофонический аудио-ЦАП:

– Отношение сигнал/шум 102 дБА.

– 16/20/24/32-разрядные данные.

– Поддержка частот дискретизации

от 8 до 96 кГц.

– Эффекты 3D/низкие/высокие/

эквалайзер/удаление предыска-

жений.

– Имеются гибкие рабочие режимы

и режимы экономии питания.

• Стереофонический аудио-АЦП:

– Отношение сигнал/шум 92 дБА.

– Поддержка частот дискретизации

от 8 до 96 кГц.

– При записи возможна цифровая

обработка сигнала и фильтрация.

• Шесть входных аудиовыводов:

– Одна пара стереофонических не-

симметричных входов.

– Одна пара стереофонических

полностью дифференциальных

входов.

Технические решения на основе аудио-ИС нового поколения



• Шесть выходных аудиоканалов:

– Полностью дифференциальные

или несимметричные стереофо-

нические выходные каскады для

наушников.

– Полностью дифференциальные

стереофонические линейные вы-

ходы.

– Выходной каскад для подключе-

ния стереофонических громкого-

ворителей 8 Ом, 500 мВт/канал.

• Низкое энергопотребление: сте-

реофоническое воспроизведение

при мощности 14 мВт с полосой

48 кГц при питании от аналогово-

го источника 3,3 В.

• Режим сверхнизкого энергопотре-

бления с пассивным аналоговым

байпасом.

• Программируемые коэффициен-

ты усиления по аналоговым вхо-

дам/выходам.

TLV320DAC3202, интегральная

схема для наушников, с входом

I2S, с высокой верностью

звуковоспроизведения

и низким энергопотреблением

ОписаниеTLV320DAC3202 представляет со-

бой телефонный усилитель с высокой

точностью воспроизведения и низким

энергопотреблением, имеющий встро-

енный ЦАП и шины питания. Малый

размер устройства и высокий КПД обе-

спечивают максимальный срок служ-

бы батарей и высокие характеристики.

Цифровой аудио-интерфейс поддер-

живает стандартные промышленные

форматы типа I2S и PCM. Многие пара-

метры данного устройства, например

регулировка громкости, ширина слова

данных и частота дискретизации, мо-

гут конфигурироваться для получе-

ния максимальной универсальности

и высокого КПД. Устройство управ-

ления питанием гарнитуры, исходя

из параметров входного сигнала, ав-

томатически настраивает питающее

напряжение для оптимизации КПД

и рабочих характеристик. Для просто-

ты использования и уменьшения коли-

чества выводов устройства, в качестве

управляющего применён интерфейс

промышленного стандарта — I2C.

Особенности:• Выходной каскад для стереофо-

нических наушников класса G

с подавлением щелчков и привяз-

кой к земле.

• Возможность обеспечения на-

пряжения на выходе наушников

1 В эфф. (на канал, в фазе).

• Отношение сигнал/шум в канале

100 дБА при рассеиваемой мощ-

ности в режиме покоя 6,5 мВт.

• Встроенная защита от коротких

замыканий для предотвращения

перегрузки шин питания.

• Поддержка частот дискретиза-

ции 8, 11,025, 12, 16, 24, 32, 44,1

и 48 кГц.

• Интерфейс I2C для цифрового

управления.

• Поддержка ширины слова данных

16, 20, 24 и 32 разряда.

• Поддержка стандартов I2S, PCM,

левого и правого согласования

форматов.

• Поддержка микширования дан-

ных с опцией регулировки коэф-

фициента усиления.

• 32-ступенчатый регулятор громко-

сти с диапазоном от 4 до –59 дБ.

• Синхронизация: внутренняя син-

хронизация от сигнала BCLK I2S.

• Корпус: WCSP, шаг 0,5 мм,

2×2,5 мм.

• Питание: батарейное и от источника

питания устройств ввода/вывода.

Применение:• Смартфоны и музыкальные теле-

фоны.

• Портативные навигаторы.

• Персональные медиаплееры.

• PDA.

• Портативные игровые консоли.

• Портативные аудиоплееры с HDD

и Flash-памятью.

TLV320AIC3206,

стереофонический

кодек со сверхмалым

энергопотреблением,

с усилителем типа DirectPathTM

для наушников

ОписаниеTLV320AIC3206 (иногда называе-

мый AIC3206) представляет собой

универсальный низковольтный, ма-

лопотребляющий стереофонический

аудиокодек с программируемыми

входами и выходами, возможностями

PowerTune (регулировки мощности),

с предварительно настроенными и па-

раметризуемыми блоками обработки

сигнала, встроенной ФАПЧ и универ-

сальными цифровыми интерфейса-

ми. Данная микросхема обеспечивает

широкие возможности по управлению

питанием на основе регистров, кон-

фигурирование входных/выходных

каналов, регулировку усиления, зву-

ковые эффекты, мультиплицирование

выводов и синхронизацию, что позво-



ляет точно настроить устройство для

конкретного применения. ЦАП устрой-

ства поддерживает воспроизведение

широкого спектра сигналов, от 8 кГц

монофонического воспроизведения

голоса до 192 кГц воспроизведения

стереофонического звука, что делает

его идеальным для использования

в портативных аудио- и телефонных

устройствах с батарейным питанием.

Тракт записи TLV320AIC3206 может

обеспечивать запись сигналов в диа-

пазоне от 8 кГц – моно до 192 кГц –

стерео и обеспечивает программное

конфигурирование входного канала,

включая несимметричную и диффе-

ренциальную конфигурации, а также

возможность подключения плаваю-

щих и смешанных сигналов.

Особенности:• Стереофонический аудио-ЦАП

с отношением сигнал/шум 100 дБ.

• Воспроизведение на наушники

с мощностью 5,8 мВт стереофо-

нического сигнала с частотой дис-

кретизации 48 кГц, симметрично-

го относительно земли.

• Стереофонический аудио-АЦП


• Запись стереофонического сиг-

нала с частотой дискретизации

48 кГц при потребляемой мощно-

сти 5,2 мВт.

• Технология PowerTune.

• Расширенные опции обработки

сигнала.

• Шесть несимметричных или 3


аналоговых входа.

• Стереофонические аналоговый

и цифровой микрофонные входы.

• Стереофонический выход на го-

ловные телефоны, симметричный

относительно земли.

• Сверхмалошумящий усилитель

с программируемым коэффици-

ентом усиления.

• Режим аналогового байпаса

с низким энергопотреблением.

• Программируемое смещение для

микрофона.

• Программируемая ФАПЧ.

• 40-выводной корпус QFN 5×5 мм.

Применение:• Портативные навигаторы (PND).

• Портативные медиаплееры

(PMP).

• Мобильные наушники.

• Средства связи.

• Портативная вычислительная тех-

ника.

TLV320AIC3256,

стереофонический

кодек со сверхмалым

энергопотреблением, с miniDSP

и с усилителем для наушников

DirectPathTM

ОписаниеTLV320AIC3256 (иногда упоминае-

мый как AIC3256) представляет собой

универсальный низковольтный, мало-

потребляющий, стереофонический ау-

диокодек с программируемыми вхо-

дами и выходами и с возможностями

PowerTune (регулировки мощности),

полностью программируемым miniDSP

с предварительно настроенными и па-

раметризуемыми блоками обработки

сигнала, встроенной ФАПЧ и универ-

сальными цифровыми интерфейсами.

TLV320AIC3256 содержит два полно-

стью программируемых ядра miniDSP,

поддерживающих определяемые

конкретным применением алгоритмы

работы трактов записи и/или воспро-

изведения устройства. Ядра miniDSP

являются полностью программно-

управляемыми. Целевые алгоритмы

miniDSP, например для активного шу-

моподавления, подавления акустиче-

ского эха или улучшенной фильтрации,

загружаются в устройство после подачи

питания. Микросхемой TLV320AIC3256

обеспечиваются широкие возможности

управления питанием на основе реги-

стров, конфигурирование входных/

выходных каналов, регулировка усиле-

ния, звуковые эффекты, мультиплици-

рование выводов и синхронизация, что

позволяет точно настроить устройство

для конкретного применения.

Особенности:• Стереофонический аудио-ЦАП


• Воспроизведение на наушники

с мощностью 5,0 мВт стереофо-

нического сигнала с частотой дис-

кретизации 48 кГц, симметрично-

го относительно земли.

• Стереофонический аудио-АЦП


• Запись стереофонического сиг-

нала с частотой дискретизации

48 кГц при потребляемой мощно-

сти 5,2 мВт.

• Технология PowerTune.

• Расширенные опции обработки

сигнала.

• Встроенный miniDSP.

• Шесть несимметричных или 3


аналоговых входа.

• Стереофонические аналоговый

и цифровой микрофонные входы.

• Стереофонический выход на го-

ловные телефоны, симметричный

относительно земли.

• Сверхмалошумящий усилитель

с программируемым коэффици-

ентом усиления.

• Режим аналогового байпаса

с низким энергопотреблением.

• Программируемое смещение для

микрофона.

• Программируемая ФАПЧ.

• 40-выводной корпус QFN 5×5 мм.

• Планируется корпус с 42 шарико-

выми выводами WCSP 3,5×3,3 мм.

Применение:• Портативные навигаторы (PND).

• Портативные медиаплееры

(PMP).

• Мобильные наушники.

TPA6140A2 (TPA6140),

стереофонический усилитель

для наушников мощностью

25 мВт класса G, DirectPath™,

с регулировкой громкости I2C

ОписаниеМикросхема TPA6140A2 (также

известная как TPA6140) представляет

собой стереофонический усилитель

для наушников класса G, с технологи-

ей DirectPath™ и встроенной регули-

ровкой громкости по I2C. Технология,

характерная для класса G, обеспе-

чивает максимальный срок службы

батареи путём регулирования напря-

жения питания усилителя наушников

исходя из уровня звукового сигнала.

При малых уровнях звукового сигна-

ла внутреннее напряжение питания

снижается для минимизации рас-

сеиваемой мощности. Технология

DirectPath™ исключает использова-

ние внешних блокировочных конден-

саторов.

Изделие работает при напряже-

ниях питания от 2,5 до 5,5 В. Режим

работы класса G позволяет поддер-

живать суммарный ток питания ниже

5,0 мА при обеспечении мощности



500 мкВт по каждому каналу на на-

грузке 32 Ом. В режиме отключения

потребляемый ток снижается до ме-

нее чем 3 мкА, а активация проис-

ходит через интерфейс I2C.

Особенности:• Технология класса G от компании

TI значительно увеличивает срок

службы батареи и время воспро-

изведения музыки:

– Ток покоя 0,6 мА/канал.

– Ток покоя на 50–80% ниже,

чем у усилителей для наушников

класса АВ с привязкой к земле.

• Технология DirectPath™ исключа-

ет использование блокировочных

конденсаторов постоянного тока

большой ёмкости:

– Выходные сигналы имеют

нулевое смещение.

– Улучшенная точность звуковос-

произведения на низких частотах.

• Регулировка громкости I2C:

– Усиление от –59 до +4 дБ.

• Активное подавление щелчков.

• Снижение шумов в системе

за счёт использования полностью

дифференциального входа:

– Возможно конфигурирование

входа как несимметричного.

• Наличие вывода SGND исключает

наличие шума земляного контура.

• Широкий диапазон напряжений

питания: от 2,5 до 5,5 В.

• Подавление шума источника

питания на 100 дБ.

• Ограничитель тока короткого

замыкания.

• Защита от тепловых перегрузок.

• Программное обеспечение,

совместимое с TPA6130A2.

• Корпус WCSP 1,6×1,6 мм,

шаг выводов 0,4 мм.

Применение:• Сотовые телефоны/Музыкальные

телефоны.

TAS5708, 20 Вт I2S

стереофонический звуковой

усилитель мощности

с обратной связью,

эквалайзером (EQ)

и управлением динамическим

диапазоном (DRC)

ОписаниеМикросхема TAS5708 представляет

собой 20-Вт цифровой звуковой уси-

литель мощности с высоким КПД для

использования с громкоговорителя-

ми, включёнными по мостовой схеме.

32-разрядный тракт данных исключа-

ет необходимость предварительного

масштабирования перед обработкой

и обеспечивает сохранение целост-

ности сигнала без ухудшения ди-

намического диапазона. Цифровой

аудиопроцессор с полностью про-

граммируемыми цифровыми филь-

трами позволяет разработчикам

осуществлять настройку громкого-

ворителей на оптимальное звучание

при использовании корпусов малого

размера. Программируемый регуля-

тор динамического диапазона (DRC)

позволяет настраивать уровни мощ-

ности для гибкости системы, в то же

время обеспечивая и режимы ночно-

го прослушивания.

Архитектура с обратной связью до-

пускает работу изделия от источника

питания с плохой стабилизацией.

Особенности:• Аудиовход/выход:

– Мощность 20 Вт на 8-омной на-

грузке при питании от источника

18 В.

– Широкий диапазон напряжения

питания силовых цепей

(от 10 до 26 В); питание

цифровой части 3,3 В.

– Поддержка одного последова-

тельного аудиовхода (частота

дискретизации от 8 до 48 кГц)

(LJ/RJ/I2S).

– Мощный каскад с обратной связью

допускает работу от источников

питания с плохой стабилизацией.

• Обработка аудио/ШИМ:

– Встроенный генератор с завод-

ской настройкой для автомати-

ческого распознавания скорости

потока.

– Высококачественный

32-разрядный аудиопроцессор

тракта данных.

– Эквалайзер с 14 биквадратными

фильтрами.

– Управление динамическим диа-

пазоном (DRC).

Преимущества:• Эквалайзер: выравнивание харак-

теристики громкоговорителя улуч-

шает характеристики звучания.

• Управление динамическим диа-

пазоном: обеспечивает защиту

громкоговорителей и режим ноч-

ного прослушивания.

• Автоматическая коммутация:

предварительно загруженные ко-

эффициенты для трёх различных

скоростей воспроизведения ис-

ключают необходимость в загруз-

ке коэффициентов при изменении

скорости.

• Автоопределение: автоматиче-

ское определение изменений

скорости воспроизведения ис-

ключает необходимость во вме-

шательстве внешнего микропро-

цессора.

• Мощный каскад с обратной

связью: обеспечивает работу

в широком диапазоне питающих

напряжений PVCC и снижает иска-

жения, вызываемые пульсациями

напряжения питания.

TAS5727, 25 Вт цифровой

звуковой усилитель мощности

с высоким КПД для тонких

телевизионных панелей

ОписаниеМикросхема TAS5727 предназначе-

на для работы со стереофоническими

громкоговорителями, включёнными

по мостовой схеме. Имеет RDS(ON)

(прямое сопротивление во включён-

ном состоянии) на 32% ниже, чем

у предыдущего поколения изделий,

что даёт 20-процентное общее сни-

жение температуры корпуса. Кроме

того, двухполосная система сжатия

динамического диапазона обеспечи-

вает аудиообработку в двух различ-

ных полосах частот для преодоления

ограничений по качеству звучания,

присущих малогабаритным громко-

говорителям. TAS5727 позволяет раз-

работчикам создавать высокоэффек-

тивные устройства с малым тепловы-

делением в небольших корпусах, что

востребовано на рынке HDTV и зву-

ковых колонок объёмного звучания.

Особенности и преимущества:• Значение RDS(ON), составляющее

75 мОм, на 32% ниже, чем у из-

делий предыдущего поколения,

что обеспечивает отличные те-

пловые характеристики со сниже-

нием на 20% общей температуры

корпуса в ультратонких устрой-

ствах при выходной мощности

25 Вт.



• Двухполосное сжатие динамиче-

ского диапазона (DRC) допускает

обработку аудиосигнала в двух

различных полосах частот, что об-

легчает их интеграцию с большин-

ством цифровых аудиопроцес-

соров, например, TMS320DA708.

DRC может быть использовано

также в качестве ограничителя

мощности для обеспечения защи-

ты громкоговорителей и режима

ночного прослушивания.

• 18 программируемых биквадрат-

ных фильтров обеспечивают вы-

равнивание характеристики гром-

коговорителя и другие функции

обработки аудиосигнала.

• Работа в режиме класса D исклю-

чает необходимость использова-

ния теплоотводов.

Оконечное оборудование

звуковых трактов

Компания TI предлагает обширные

технические возможности для разра-

ботки оконечного оборудования зву-

ковых трактов. Среди «домашних»,

«портативных» и «профессиональ-

ных» устройств можно выбрать кон-

кретное аудиооборудование и найти

для него законченные блок-схемы

систем, руководства по примене-

нию, аппаратные и программные

средства, а также прочую необходи-

мую для разработки информацию.

Эти материалы могут использоваться

для получения ответов на неотлож-

ные вопросы проектирования и луч-

шего понимания того, как аудиопро-

дукция от компании TI, её средства

и ресурсы могут упростить процесс

разработки и сократить время вы-

хода изделия на рынок. Подробную

информацию о продуктах смотрите

на сайте www.ti.com.



Критерии выбора

Выбор наилучшего операционного

усилителя для проекта сопровожда-

ется рассмотрением большого числа

взаимосвязанных требований. В ходе

выбора конструкторы часто сталки-

ваются с взаимоисключающими

требованиями к размеру, стоимости

и производительности компонентов.

Это может создать трудности даже

для опытных инженеров. Однако

диапазон поиска можно значительно

сузить, определив требования к сле-

дующим параметрам.

Напряжение питания (VS). В табли-

цах имеются разделы для усилите-

лей с низким напряжением питания

(<2,7 В мин.) и широким диапазоном

напряжения питания (>5 В мин.).

Выбрать подходящий вариант с учё-

том других требований (например,

точность) к операционному усилите-

лю можно в столбце предлагаемых

решений. В проектах, где использу-

ется однополярное питание, может

требоваться размах, равный напря-

жению питания, а также могут предъ-

являться требования к параметрам,

относящимся к точности.

Точность в первую очередь связана

с входным напряжением смещения

(VOS) и его изменением из-за тем-

пературного дрейфа, ослабления

нестабильности источника питания

и ослабления синфазных сигналов.

Обычно используется как характе-

ристика операционных усилителей

с низким входным напряжением

смещения и низким температурным

дрейфом входного напряжения сме-

щения. Прецизионные операционные

усилители требуются для усиления

очень слабых сигналов термопар

и других датчиков с низким уровнем

сигналов. В цепях с высоким коэффи-

циентом усиления и многокаскадных

цепях может требоваться низкое на-

пряжение смещения.

Произведение коэффициента уси-

ления на ширину полосы пропуска-

ния (GBW). Добротность (иногда

используют термин «ширина полосы

усиления») операционного усилите-

ля с обратной связью по напряжению

определяет его полезную ширину по-

лосы пропускания. Максимальная

ширина полосы пропускания при-

близительно равна добротности,

деленной на коэффициент усиления

усилителя с замкнутой обратной ве-

личиной. Во многих проектах наи-

лучшие результаты могут быть по-

лучены при выборе операционного

усилителя с более широкой полосой

пропускания и скоростью нараста-

ния. Это позволяет добиться хороших

показателей искажения, линейности,

точности, равномерности усиления

и других показателей, на которые

оказывают влияние коэффициенты

обратной связи.

Питание (требования IQ) — важный

параметр для многих проектов. Из-

за того, что операционные усилители

могут потреблять значительную часть

всего питания системы, ток потребле-

ния, особенно в системах с питанием

от батарей, является основным кри-

терием выбора компонента.

Размах, равный напряжению пи-

тания. Выходной сигнал с размахом,

равным напряжению питания, обе-

спечивает максимальный размах

выходного напряжения и самый

широкий динамический диапазон.

Это может быть особенно важно

при низком рабочем напряжении,

когда размах сигналов ограничен.

Поддержка входного сигнала с раз-

махом, равным напряжению пита-

ния, часто требуется для получения

максимального размаха сигнала

в буферах (G = 1) с однополярным

питанием. Это свойство может быть

полезно и в других случаях в зависи-

мости от требований к коэффициенту

усиления и смещению.

Шумы напряжения (VN). Созда-

ваемый усилителем шум может огра-

ничивать общий динамический диа-

пазон, точность или разрешение си-

стемы. Малошумящие операционные

усилители могут повышать точность

даже при медленном измерении по-

стоянного тока.

Входной ток смещения (IB) может

создавать ошибку смещения из-за

падения напряжения на импедан-

сах источника или обратной связи.

В приложениях с высоким импедан-

сом источника или элементами об-

ратной связи с высоким импедан-

сом (например, трансимпедансные

усилители или интеграторы) часто

требуется низкий входной ток сме-

щения. Операционные усилители

с полевым или КМОП-входом обыч-

но имеют очень низкий входной ток

смещения.

Скорость нарастания. Макси-

мальная скорость изменения вы-

Руководство по выбору усилителей

Texas Instruments производит широкий ассортимент операционных усилителей, включая прецизионные усилители, усилители низкой мощности, усилители с низким и высоким напряжением питания, высокоскоростные усилители, усилители с размахом, равным напряжению питания, с использованием разных технологических процессов. Компания TI создала самый широкий в отрасли ассортимент маломощных операционных усилителей и операционных усилителей низкого напряжения, свойства которых соответствуют требованиям широкого ряда применений. На веб-сайте amplifier.ti.com/search доступно интерактивное средство выбора операционных усилителей с параметрическим поиском и ссылками на все технические характеристики операционных усилителей.



ходного сигнала усилителя. Этот

параметр важен при усилении боль-

ших сигналов с высокой частотой.

Доступная ширина полосы пропуска-

ния больших сигналов операционно-

го усилителя определяется его скоро-

стью нарастания SR/0,707(2π)VP.

Размер корпуса. TI выпускает боль-

шое число миниатюрных корпусов,

включая WCSP, SOT23, SC70, а так-

же небольшие корпуса PowerPAD™

с высоким рассеянием мощности,

которые удовлетворяют требова-

ниям к малому размеру и высокой

выходной мощности. Большинство

одноканальных операционных уси-

лителей компании TI выпускаются

в корпусе SOT23. Некоторые модели

двухканальных усилителей доступны

в корпусе SOT23-8.

Режим выключения (Shutdown).

Функция выключения, переводящая

усилитель в высокоимпедансное со-

стояние, что во многих случаях по-

зволяет снизить ток покоя до уровня

менее 1 мкА. Эта возможность по-

зволяет применять операционные

усилители с широкой полосой пропу-

скания в устройствах с низким энер-

гопотреблением, включая их только

при необходимости.

Декомпенсированные усилители.

В системах с коэффициентом усиле-

ния больше единицы (G >1) деком-

пенсированные усилители обеспе-

чивают значительно более широкую

пропускную способность, улучшен-

ную скорость нарастания и понижен-

ное искажение по сравнению со ста-

бильными аналогами с единичным

усилением в условиях одинакового

тока покоя или шума.

Общие вопросы проектирования систем на операционных усилителях

Какова амплитуда

входного сигнала?

Чтобы получить малые ошибки

по отношению к входному сигналу,

для малых входных сигналов необ-

ходимо применять высокоточные

усилители (например, с низким на-

пряжением смещения). Убедитесь

в том, что усиленный выходной сиг-

нал не будет выходить за пределы

выходного напряжения усилителя.

Обозначение операционных усилителей

Напряжение

питанияТребования проекта Типовое применение

Рекомендованная

технология

Рекомендованная

серия усилителей TI

VS ≤5 В

Размах сигнала, равный напряжению питания,

малая мощность, прецизионность, небольшой

корпус

Устройства с питанием от батарей,

портативные устройстваКМОП OPA3xx, TLVxxxx

VS ≤16 В

Размах сигнала, равный напряжению питания,

низкий шум, низкое напряжение смещения,

прецизионность, небольшой корпус

Промышленные и автомобильные системы КМОПOPA3x, TLCxxxx,

OPA7xx

VS ≤+3 ВНизкий входной ток смещения, низкий ток

смещения, высокий входной импеданс

Промышленное и контрольное

оборудование, оптические сети (ONET),

аудиоаппаратура профессионального

класса

FET, Difet™ OPA1xx, OPA627

VS ≤+44 В Низкое напряжение смещения, низкий дрейф

Промышленное и контрольное

оборудование, оптические сети,

аудиоаппаратура профессионального

класса

Биполярная OPA2xx, TLExxxx

Двуполярное

питание

от ±5 до ±15 В

Высокая скорость при двуполярном питании

XDSL, видео, профессиональная работа

с изображением, обработка сигналов

преобразователей данных

Difet™,

высокоскоростная

биполярная, BiCOM

OPA6xx*, OPA8xx*

THSxxxx*

2,7 В ≤VS ≤5 В

Однополярное

питание

Высокая скорость при однополярном питании

Любительская работа с изображением,

обработка сигналов преобразователей

данных, системы безопасности

автомобиля

Высокоскоростная

КМОП

OPA35x, OPA6xx*,

THSxxxx*, OPA8xx*



Будет ли изменяться

окружающая температура?

Операционные усилители чувстви-

тельны к колебаниям температуры,

поэтому важно учитывать температур-

ный дрейф напряжения смещения.

Изменяется ли напряжение

в режиме синфазного сигнала?

Убедитесь в том, что операционный

усилитель будет работать в диапазо-

не синфазного сигнала с надлежащим

коэффициентом ослабления синфаз-

ных сигналов (CMRR). Напряжение

синфазного сигнала будет создавать

дополнительное напряжение смеще-

ния.

Изменяется ли напряжение

питания?

Колебания напряжения питания

влияют на напряжение смещения.

Это явление может быть особенно

важным в системах с питанием от ба-

тарей.

Примеры применения

прецизионных усилителей

• Цепи с высоким коэффициентом

усиления (G >100)

• Измерение малых входных сигна-

лов (например, термопары)

• Цепи с широким диапазоном ра-

бочей температуры (например,

в автомобилестроении или в про-

мышленности)

• Системы сбора данных с однопо-

лярным питанием ≤5 В с ограни-

ченным размахом входного на-

пряжения.

Описание технологий

Знание преимуществ полупроводни-

ковых технологий поможет выбрать

компоненты для любого проекта.

Усилители КМОП. Если основными

требованиями являются низкое напря-

жение и (или) низкое энергопотребле-

ние, хорошее соотношение скорости

к потребляемой мощности, размах

сигнала, равный напряжению пита-

ния, низкая стоимость и небольшой

корпус, выберите усилители КМОП

в миниатюрных корпусах, имеющие

самую высокую точность в отрасли.

Высокоскоростные биполярные уси-

лители: если требуется высокая ско-

рость при наименьшем энергопотре-

блении, наилучшим выбором станет

биполярная технология. Чрезвычайно

хорошее усиление по мощности обе-

спечивает очень высокую выходную

мощность по всей ширине полосы

пропускания при самой низкой мощ-

ности покоя. Только биполярная тех-

нология удовлетворяет требованиям

к повышенному напряжению.

Прецизионные биполярные уси-

лители. Наилучший выбор для огра-

ничения ошибок по отношению к на-

пряжению смещения. Эти усилители

имеют низкое напряжение смещения

и температурный дрейф, высокий ко-

эффициент усиления разомкнутой

цепи и подавление синфазных сигна-

лов. Прецизионные биполярные опе-

рационные усилители широко приме-

няются в системах с низким входным

импедансом, например в качестве

усилителя термопары, а также там,

где ошибки по напряжению, напря-

жение смещения и дрейф являются

критическими для точности.

Усилители на полевых транзисторах

с низким током IB. При очень высоком

входном импедансе усилители с по-

левым входом обеспечивают лучшую

общую точность по сравнению с уси-

лителями, имеющими биполярный

вход, за счёт очень низкого входного

тока смещения. Использование бипо-

лярного усилителя в системах с высо-

ким импедансом источника (напри-

мер, зонд с импедансом 500 МОм)

приведёт к тому, что смещение, дрейф

и шум, создаваемые проходящими

через источник токами смещения,

приведёт к практически полной не-

работоспособности цепи. Если требу-

ется низкий уровень ошибки по току,

усилители с полевым входом обеспе-

чивают чрезвычайно низкий входной

ток смещения, низкий ток смещения

и высокий входной импеданс.

Диэлектрически изолированные

FET-усилители (Difet™). Технология

Difet™ позволяет создавать усили-

тели с очень низкой входной утечкой

благодаря устранению плоскостного

диода подложки, присутствующего

в технологиях изолированной под-

ложки. Созданные по этой техноло-

гии операционные усилители имеют

очень высокую точность и низкий

уровень шума. Технология Difet™

также сводит к минимуму паразит-

ную ёмкость и эффект насыщения

выходного транзистора, что позво-

ляет расширить полосу пропускания

и размах выходного сигнала.

CC110L RF-BoosterPack — это комплект

для разработки маломощных RF-сетей.

Состоит из двух плат приёмопередатчи-

ков, содержащих радиомодули A110LR09A

фирмы Anaren Integrated Radio (AIR), вы-

полненные на базе микросхем CC110L.

Модуль также включает в себя антенну ди-

апазона 868–870 МГц. Комплект предна-

значен для совместной работы с отладоч-

ными платами LaunchPad MSP-EXP430G2

производства Texas Instruments. Комплект

BoosterPack также включает в себя пакет

программного обеспечения, называемый

AIR BoosterStack, представляющий собой

пример построения сети сбора данных

с датчиков.

www.ti.com

Отладочный комплект для разработки маломощных беспроводных сетей передачи данных

НОВОСТИ



Введение

Правильная работа радиочастот-

ных систем сильно зависит от точно-

сти тактовых импульсов. Отклонение

частоты тактовых импульсов непо-

средственным образом сказывается

на радиочастоте, выражаясь в её от-

клонении от номинала. Это может

привести к ухудшению рабочих ха-

рактеристик на радиочастотах (РЧ),

нарушению требований законода-

тельства или, в самом худшем слу-

чае, к отказу системы.

Приведённые ниже замечания име-

ют целью дать инженеру-разработчику

краткие указания относительно того,

как проектировать, настраивать

и проверять схемы тактирования для

РЧ-устройств малой мощности произ-

водства Texas Instruments.

В статье представлен перечень

предлагаемых кварцевых резонато-

ров, которые можно использовать

с устройствами CC253x и CC2540.

Разработчик должен выбрать кварце-

вый резонатор (кристалл), который

отвечает требованиям с точки зрения

размера, допусков и температурного

диапазона.

Если приходится использовать

другие кристаллы, работающие

на основной частоте, настоятельно

рекомендуется выбирать кварцевые

пластины AТ-среза ввиду их точности

и простоты использования.

Теория кварцевых генераторов

Работа кварцевого генератора

Схема, используемая в качестве ис-

точника тактовых импульсов высо-

кой частоты и высокой точности для

РЧ-устройств малой мощности про-

изводства Texas Instruments, называ-

ется «генератор Пирса». Такая схема

показана на рисунке 1. Электрическая

цепь этого генератора состоит из ин-

вертирующего усилителя (как прави-

ло, это обычный инвертор), резисто-

ра обратной связи, двух конденсато-

ров и кварцевого резонатора. Первые

два элемента являются внутренними

элементами ИС, а конденсаторы

и кварцевый резонатор – это навес-

ные элементы, и их нужно подбирать

для каждой конкретной разработки.

При работе в штатном режиме

кварцевый резонатор и конденсаторы

образуют П-образный фильтр, обе-

спечивающий фазовый сдвиг на 180°

для внутреннего усилителя и таким

образом поддерживающий привязку

генератора к определённой частоте.

Погрешность кварцевого

резонатора

Суммарная погрешность кварцевого

резонатора зависит от трёх факторов:

погрешности изготовления, темпера-

турной погрешности и старения. Все

эти значения указываются в [ppm]

(миллионные доли) и имеются в тех-

нических данных, предоставляемых

изготовителем. Чтобы получить об-

щую максимальную погрешность

конкретного кристалла, необходимо

учесть все эти факторы.

Отклонение частоты кварцевого

резонатора напрямую связано с от-

клонением РЧ, таким образом, откло-

нение частоты кварцевого генератора

X ppm приводит к отклонению несу-

щей частоты X ppm. Поэтому важно

выбрать кристалл, рабочие характе-

ристики которого находятся в преде-

лах технических характеристик, требу-

емых от РЧ-устройства. Конечно, не-

обходимо учесть ожидаемое старение

и условия эксплуатации (температуру)

всего оборудования, в котором ис-

пользуются данные устройства.

Для протокола 802.15.4 (RF4CE)

максимальное отклонение несущей

частоты ограничивается значением

40 ppm. А для устройств Bluetooth

с низким энергопотреблением пре-

дел составляет 20 ppm.

Ёмкость нагрузки

Правильная работа кварцевого ге-

нератора зависит от значений двух

навесных конденсаторов, обозна-

ченных как C1 и C2 на рисунке 1. Эти

конденсаторы вместе с некоторой па-

разитной ёмкостью, которая имеется

на печатной плате и на выводах кри-

сталла, составляют общую ёмкость

нагрузки, воспринимаемую кристал-

лом. Оптимальная ёмкость нагрузки

для кристалла, CL, указывается в тех-

нических данных кварцевого резона-

тора, и, таким образом, значения C1

и C2 должны быть согласованы с этим

значением в соответствии с приве-

дённым ниже выражением:

CL=(C’1•C’

2)/(С’1+С’

2),

где C'x – это суммарная ёмкость кон-

денсатора Cx, паразитной ёмкости

Рекомендации Texas Instruments по выбору кварцевых резонаторов для радиочастотных устройств

Ф р е д р и к К е р в е л ( F r e d r i k K e r v e l )

Рисунок 1. Генератор Пирса



проводника печатной платы и ёмко-

сти выводов кристалла. Сумма двух

последних составляющих обычно на-

ходится в диапазоне 2–8 пФ.

Самый простой способ отыскать

оптимальные значения конденсато-

ров нагрузки для данной схемы и ком-

поновки – определение их опытным

путём. Радиооборудование должно

быть настроено в режим передачи

постоянной несущей частоты с помо-

щью SmartRF Studio. Измеряя частоту

на выходе с помощью анализатора

спектра, можно легко определить от-

клонение.

RS (ESR) и отрицательное

сопротивление

RS, или ESR (эквивалентное после-

довательное сопротивление), — это

параметр кварцевого резонатора,

который можно найти в технических

данных. Отрицательное сопротивле-

ние – это параметр всей схемы гене-

ратора, включая значения ёмкостей

конденсаторов, параметры кварце-

вого резонатора и цепи, реализован-

ной на кристалле ИС. Для того чтобы

обеспечить правильное функциони-

рование кварцевого генератора, от-

рицательное сопротивление должно

быть, по крайней мере, в 5 раз боль-

ше RS.

RS< Rneg/5.

Если это не так, возможно, генератор

не будет работать так, как ожидается,

или может вообще не заработать.

Отрицательное сопротивление схе-

мы можно найти, включив резистор

последовательно с кварцевым резо-

натором. Чтобы избежать влияния

паразитных параметров, для выпол-

нения этой задачи рекомендуется ис-

пользовать резистор в корпусе 0201.

Пороговое значение сопротивления,

при котором запуск генератора стано-

вится невозможен, приблизительно

равно отрицательному сопротивле-

нию схемы. Пример зависимости со-

противления от времени запуска и по-

рогового значения отрицательного

сопротивления показан на рисунке 2.

Обратите внимание на то, что более

высокие значения ёмкости конденса-

тора нагрузки приводят к уменьше-

нию отрицательного сопротивления

и, следовательно, увеличивают вре-

мя запуска.

Регистр FREQTUNE

Радиоустройства CC253x и CC2540

позволяют программно добавлять

дополнительную ёмкость нагрузки

на кристалле для подстройки частоты

кварцевого генератора. Значение этой

ёмкости регулируется 4 последними

битами (3:0) регистра «FREQTUNE».

Принятое по умолчанию значение

этого регистра – «0x0F», что соответ-

ствует отсутствию добавочной ёмко-

сти. При каждом шаге уменьшения

значения регистра в схему кварцево-

го генератора добавляется дополни-

тельная ёмкость, снижая тем самым

частоту кварцевого генератора.

Возможный диапазон подстрой-

ки, который можно назвать «под-

тягиваемостью» (pullability), будет

разным у разных резонаторов, как

показано на рисунке 3. Некоторые

Рисунок 2. Зависимость времени запуска от дополнительного последовательно включённого сопротивления

(FA-128 в устройстве CC2540EM)

Рисунок 3. Пример «подтягиваемости» с помощью FREQTUNE



изготовители включают это значение

в технические данные, указывая его

в ppm/пФ.

Обратите внимание на то, что такие

параметры, как Rотриц и время запу-

ска, зависят от ёмкости нагрузки, по-

этому изменение значения FREQTUNE

также изменяет и эти параметры.

На рисунке 4 показано, как меняется

время запуска при добавлении ёмко-

сти нагрузки.

И на рисунке 3, и на рисунке 4 ём-

кость нагрузки регулируется таким об-

разом, что значение FREQTUNE=0x0F

приблизительно соответствует нуле-

вому смещению (0 ppm) от номи-

нальной центральной частоты.

Выбор кварцевого резонатора

В таблице 1 представлены некото-

рые из предлагаемых кристаллов.

Эти кристаллы проверены с изделием

CC2540 на двух платах встроенных

модулей (EM-платах): «CC2540EM

Crystal Eval» и «CC2540EM HC49smd

Eval». Первая плата имеет места для

установки кварцевых кристаллов

разного размера, от 2016 до 4025,

а на второй плате предусмотрено

место для установки кристаллов

HC49smd.

Несмотря на то, что испытания про-

водились с устройством CC2540, кри-

сталлы будут работать аналогичным

образом и на любом другом устрой-

стве CC253x.

В таблице 1 перечислены кварце-

вые резонаторы с основными значе-

ниями параметров из их технических

данных. В таблице 2 содержатся ре-

зультаты измерений, проведённых

с использованием отладочных плат

компании TI.

Обратите внимание на то, что

данные измерений будут отличать-

ся для разных плат, потому что они

имеют разные компоновки и харак-

теристики. Приведённые значения

ёмкости конденсатора действитель-

ны для отладочных плат кварцевых

кристаллов TI, в случае других плат,

возможно, потребуются другие зна-

чения.

Выбор кристаллов для конкретного

решения часто зависит от трёх фак-

торов: размера (площади на плате,

высоты), рабочих характеристик

(точности в заданном диапазоне тем-

ператур, срока службы) и стоимости,

ведь чем лучше рабочие характери-

стики и меньше размеры, тем выше

цена.

Рисунок 4. Зависимость времени запуска от настройки FREQTUNE

Таблица 1. Значения параметров

ИзготовительОбозначение модели,

принятое у изготовителяКорпус ESR, Ом CL, пФ

Частота,

МГц

Общ. погр.,

ppm

Темп. погр.,

ppm

Старение,

ppm/ годТемп. диапазон, °C

Epson Toyocom FA-128 2016 60 10 32 10 10 5 85 –40

Epson Toyocom FA-20H 2520 60 10 32 10 10 3 85 –40

NDK NX3225GA 3225 50 12 32 20 30 85 –40

Tai-Saw Technology TZ1983A HC49smd 50 10 32 10 20 1 70 0

Таблица 2. Результаты измерений с помощью отладочной платы TI при температуре 25 °C

Обозначение модели, принятое у изготовителя C231 C221Время запуска, мкс

Отриц. сопротивлениеFREQTUNE

Для 2 В Для 3 В «Подтягиваемость»

FA-128 12 пФ 12 пФ 290 251 1 кОм –54 ppm

FA-20H 12 пФ 12 пФ 408 352 –35 ppm

NX3225GA 12 пФ 15 пФ 236 216 820>Rотр.>680 Ом –78 ppm

TZ1983A 10 пФ 12 пФ 228 208 –150 ppm



Количество светоизлучающих дио-

дов, используемых в различных типах

оконечных устройств, превосходит

самые смелые ожидания. Снижение

стоимости светодиодов с одновре-

менным увеличением их излуча-

тельной способности (в люменах

на ватт) привело к модернизации

многих распространённых устройств.

Светодиоды завоевали такие направ-

ления спроса, как архитектурное (ди-

зайнерское) освещение, подсветка

ЖК-экранов в телевизорах, лампы

головного света в автомобилях,

уличные светофоры. В то же время

спрос на них продолжает доминиро-

вать и в других областях, таких как

высококачественные крупнофор-

матные видеодисплеи и алфавитно-

цифровые устройства отображения.

Поскольку эффективность и яркость

светодиодов улучшаются, а стои-

мость их падает, ожидается, что све-

тодиоды в конечном счёте заменят

традиционные источники подсветки

в бытовой технике. Некоторые обла-

сти применения, такие как исполь-

зование светодиодов для подсветки

ЖК-экранов в телевизорах и крупно-

форматных видеодисплеях, требуют

значительно более высокого уровня

равномерности по яркости по срав-

нению с использованием отдельных

светодиодов. В этой статье показано,

как функция поточечной коррекции,

реализованная в TLC5940 от корпо-

рации TI и в аналогичных драйверах

светодиодов, обеспечивает равно-

мерную яркость светодиодов для

многих тысяч пикселей, составляю-

щих такие дисплеи.

Информационное или рекламное

табло, аналогичное показанному

на рисунке 1, состоит из множества

дисплейных панелей и тысяч све-

тодиодов. Отдельные светодиоды,

из которых состоит каждый массив,

значительно отличаются по ярко-

сти, причём разница в световом

потоке для наиболее и наименее

ярких светодиодов может состав-

лять от 15 до 20%, если не больше.

Разработчик должен гарантировать

калибровку каждого светодиода для

обеспечения одинакового значения

яркости, чтобы полностью включён-

ный экран выглядел однородным.

Без такой калибровки экран будет

выглядеть пятнистым и неравно-

мерным. Даже в случае установки

в месте эксплуатации калиброванно-

го дисплея будут возникать измене-

ния яркости, связанные с различным

старением отдельных светодиодов.

В результате компании вынужде-

ны непрерывно решать проблемы,

связанные с поддержанием качества

и обслуживанием. Для компенсации

отклонений по яркости и старения

изготовители часто используют два

способа: первый (также известный

как «биннинг») заключается в за-

купке у поставщика подобранных

надлежащим образом светодиодов;

второй заключается в использова-

нии высококачественных драйверов

Функция поточечной коррекции в TLC5940 для компенсации разброса яркости светоизлучающих диодов

М а й к л Д э й ( M i c h a e l D a y ) , Т а р е к С а а б ( T a r e k S a a b )

Рисунок 1. Использование резисторов для распределения нагрузки



светодиодов с функцией поточечной

коррекции.

Поставщики светодиодов получают

выгоду от реализации подобранных

светодиодов за счёт постепенно-

го увеличения цены. Производится

обмер и сортировка красных, зе-

лёных и синих (RGB) светодиодов

по яркости при определённом токе.

Использование такого метода может

обеспечить требуемую однородность

при минимальных конструктивных

затратах для осветительных систем

минимального уровня. Однако раз-

брос скоростей деградации по ярко-

сти для отдельных пикселей приво-

дит к тому, что этот способ является

только кратковременным решением.

Иными словами, через год или два

изображение становится пятнистым.

Кроме того, поскольку неисправная

панель требует замены, новая панель

по светоотдаче будет визуально от-

личаться от остальных.

Высококачественные системы

отображения требуют такого согла-

сования уровней яркости, которое

не может быть достигнуто простым

подбором светодиодов. Для обеспе-

чения попиксельной и попанельной

однородности в течение срока служ-бы устройства отображения изгото-

вители используют усовершенство-

ванные драйверы светодиодов с воз-

можностью поточечной коррекции.

Поточечная коррекция представляет

собой способ управления яркостью

отдельных пикселей путём регули-

рования тока, пропускаемого через

каждый отдельный светодиод мас-

сива. Функция поточечной коррек-

ции позволяет процессору управлять

общим током светодиодной панели,

тогда как драйверы светодиодов ре-

гулируют ток через каждый светодиод

и обеспечивают однородную яркость.

При этом высвобождаются мощности

процессора для выполнения других

функций, поскольку более нет необ-

ходимости в контроле просмотровой

таблицы или в выполнении сложных

задач по мультиплицированию для

каждого светодиода в каждом цикле

регенерации.

Для реализации поточечной кор-

рекции изготовители замеряют яр-

кость отдельных светодиодов с по-

мощью фотофиксации. Наименее

яркий светодиод в системе объявля-

ется «базовым» и по нему выравни-

ваются все остальные пиксели. Для

выполнения такой калибровки ток,

подаваемый к каждому пикселю,

умножается на дробное значение,

пропорциональное светоотдаче све-

тодиода. В устройствах типа TLC5940

от корпорации TI значение поточеч-

ной коррекции для каждого светоди-

ода может динамически изменяться

в каждом цикле регенерации или

сохраняться во встроенном ЭСППЗУ.

Такой двойной способ обладает гиб-

костью при изменении общей ярко-

сти панели с изменением условий

внешней освещённости и обеспечи-

вает долговременную энергонеза-

висимую информацию о поточечной

коррекции, гарантирующую равно-

мерность свечения панели. Данные

в ЭСППЗУ могут быть переписаны при

изменении результатов измерения

светоотдачи по прошествии времени

или при отказе панели, требующем

ремонта или замены. В приведённом

ниже примере показано, как пото-

чечная коррекция используется для

выравнивания яркостей светодиодов

в процессе изготовления.

Типовая дисплейная панель содер-

жит от десятков до тысяч светодиод-

ных драйверов и от сотен до сотен

тысяч отдельных светодиодов. Для

простоты в данном примере рассма-

триваются только 16 светодиодов,

подключённых к единственному

драйверу. На рисунке 2 показана ти-

повая схема одиночного драйвера.

Внешний источник питания, VLED,

обеспечивает питание светодиодов.

REXT задаёт абсолютный максималь-

ный ток через любой светодиод.

Внешний процессор программирует

TLC5940 на включение или выключе-

ние каждого отдельного светодиода

и на задание его тока в процентах

от максимального запрограммиро-

ванного тока.

Первым шагом при калибровке яр-

кости панели является задание мак-

симального тока. В данном примере

требуется, чтобы зелёный светодиод

имел силу света 80 мкд. Имеются

светодиоды (Osram LP E675) с 4 раз-

личными диапазонами светоотдачи:

45–56, 56–71, 71–90 и 90–112 мкд,

при этом измерение производится

при нормированном токе 50 мА. При

выборе наивысшего диапазона га-

рантируется не менее 80 мкд на све-

тодиод. REXT должно обеспечить ток,

достаточный для того, чтобы даже

наименее яркий светодиод имел

силу света 80 мкд. В соответствии

с листом технических данных на

LP E675 ток через светодиод, состав-

ляющий 43 мА, гарантирует получе-

ние 80 мкд. Во время изготовления,

яркость всех светодиодов измеряется

при полном токе (43 мА). Это позво-

ляет построить гистограмму светоот-

дачи для светодиодов, представлен-

ную на рисунке 3.

Можно видеть, что изменение яр-

кости между светодиодами без ис-

пользования поточечной коррекции

может составлять ±10%. В высоко-Рисунок 2. Типовое включение TLC5940



качественных устройствах отобра-

жения такой разброс яркостей не-

приемлем. Теперь для калибровки

яркостей светодиодов может быть

использована функция поточечной

коррекции, имеющаяся в TLC5940.

При программировании на полную

яркость микросхема должна обеспе-

чить изменение яркости светодиода

LED1 с 83 до 80 мкд. TLC5940 имеет

6-разрядную поточечную коррекцию

(64 уровня), что соответствует разре-

шающей способности 1,56% на каж-

дый уровень.

По приведённой ниже формуле

рассчитывается уровень поточечной

коррекции для каждого светодиода:

DCProduction =

= (LBaseline/LInitial)×64 = 61,7,

где DCProduction — требуемое значение

поточечной коррекции при изготов-

лении, LBaseline — требуемый уровень

яркости и LInitial — исходная яркость

при максимальном токе.

Путём округления расчётного зна-

чения поточечной коррекции до бли-

жайшего дробного значения и после-

дующего умножения исходной свето-

отдачи на коэффициент поточечной

коррекции получается новая яркость

светодиода.

LProduction = (DCProduction/64) ×

× LIinitial = 80,4 мкд.

После расчёта и сохранения зна-

чений поточечной коррекции,

TLC5940 может автоматически обе-

спечивать одинаковую яркость всех

светодиодов. Когда процессор про-

граммирует TLC5940 на управление

полным током, TLC5940 автомати-

чески выставляет фактические токи

в каждом канале, соответствующие

надлежащей калибровке светодио-

дов по яркости. Ток через LED1 рас-

считывается как

ILED1 = (DCLED1/64)×Imax = 41,66 мА,

где ILED1 — фактический ток через

LED1, DCLED1 — значение поточечной

коррекции для LED1 (62) и Imax — мак-

симальный ток через светодиод, за-

даваемый REXT (43 мА). Применяя эту

формулу к остальным светодиодам,

получаем гистограмму, показанную

на рисунке 4. При программирова-

нии в энергонезависимое ЭСППЗУ

TLC5940 данные поточечной коррек-

ции становятся доступными каждый

раз при включении панели и остаются

постоянными до следующей кали-

бровки панели.

Для промышленных устройств,

применяемых внутри и вне помеще-

ний, например для рекламных щитов

и крупноформатных видеодисплеев,

достаточно «статической» настрой-

ки (калибровка остаётся неизмен-

ной, пока её не изменяют вручную).

Значения поточечной коррекции

не изменяются до момента очеред-

ного планового обслуживания. В со-

временных устройствах, например

в устройствах подсветки ЖК-экранов

телевизоров, необходима схема ди-

намической поточечной коррекции.

Такие изделия, как Sony 40» Qualia

005 и Samsung 46» LNR460D, имеют

встроенные ЖК-телевизоры, снаб-

жённые светодиодной подсветкой.

Вопреки популярным убеждениям,

в этих ТВ-дисплеях используются

не белые светодиоды. Для создания

«регулируемого» белого свечения

используются управляемые RGB-

светодиоды.

Светодиодная подсветка имеет

следующие преимущества по срав-

нению с традиционными лампами:

более высокий КПД, пониженные

искажения при передаче движе-

ния, более широкий спектр цветов

(>105% NTSC в некоторых случаях),

более продолжительный срок служ-

бы, регулируемая цветовая темпе-

ратура и т. д. Качество изображения

несравненное. Однако специалисты

по ЖК-телевизорам сталкиваются

не только с трудностями, связанны-

ми с изменениями светоотдачи, как

и специалисты по традиционным па-

нелям, но и с проблемами, связан-

Рисунок 3. Гистограмма яркостей светодиодов и прямых токов через них до поточечной коррекции

Рисунок 4. Гистограмма яркостей светодиодов и прямых токов через них после поточечной коррекции



ными с температурой. Устройства

подсветки телевизионных экранов

чувствительны к изменениям ярко-

сти светодиодов, вызванным зави-

симостью от температуры. Кроме

того, ТВ-приёмники обеспечивают

оптимальное качество изображения

только в том случае, когда параметры

подсветки могут регулироваться для

обеспечения соответствия постоян-

но меняющимся условиям внешней

освещённости в каждом жилом по-

мещении. В устройствах бытовой тех-

ники это создаёт необходимость ди-

намической регулировки яркости.

Для формирования такого динами-

ческого контура управления необхо-

димы встроенные датчики, измеряю-

щие температуру светодиодов и из-

менения их яркости, а также внешние

датчики, измеряющие окружающую

освещённость. Контур управления,

в его наиболее общем виде, обеспе-

чивает сбор данных от датчиков и пе-

редачу этих результатов измерений

в процессор. Процессор оценивает

эти данные и обеспечивает «интел-

лектуальное» управление драйвера-

ми светодиодов, например TLC5940.

В процессоре происходит объедине-

ние исходных, заводских данных по-

точечной коррекции с новыми, дина-

мическими данными, и вырабатыва-

ются новые значения для поточечной

коррекции.

В предыдущем примере, если из-

меритель окружающей освещён-

ности обнаруживает её низкий

уровень, то требуется только 70%

от полной яркости, или 56 мкд,

и процессор рассчитывает новое

значение поточечной коррекции

для данных условий внешней осве-

щённости, составляющее 44,8. Если

при этом светоотдача светодиодов

падает на 10% из-за повышения тем-

пературы, процессор рассчитывает

значение поточечной коррекции 71,1.

Путём объединения всех трёх значе-

ний для поточечной коррекции вы-

рабатывается новое значение, обе-

спечивающее компенсацию всех трёх

изменений яркости.

DCAmbient = ((80×0,7)/80)×64 = 44,8

DCTemp = (80/(80×0,9))×64 = 71,1

DCTotal = (DCAmbient/64)×

×(DCTemp/64)×(DCProduction/64)64 = 48

Как показано в приведённом ниже

выражении, комбинированное зна-

чение поточечной коррекции состав-

ляет 48, что соответствует требуемой

яркости 56 мкд. Необходимо отме-

тить, что исходный ток в данном

расчёте выбран равным 90% от ис-

ходного тока при изготовлении из-за

падения яркости, вызванного темпе-

ратурой.

LFinal = (DCTotal/64)×(83×0,9) =

= 48/64×74,7 = 56 мкд.

Такие усовершенствованные драй-

веры светодиодов, как TLC5940,

могут обеспечивать динамическую

поточечную коррекцию для оптими-

зации подсветки в конкретных усло-

виях просмотра.


1. power.ti.com

2. www.ti.com/sc/device/TLC5940

Дизайнеры современных систем светодиодного освещения всё чаще сталкиваются с задачами достижения необходимой производительности и надёжности этих систем. Типовые решения TI с применением светодиодов позволяют быстро решать эти задачи.

Предлагаемое пособие для решения

задач в области проектирования осве-

щения представляет собой полезный ин-

струмент, который поможет пользовате-

лю справиться с трудностями, возникаю-

щими при проектировании освещения.

Разработчик сможет не только управлять

усилителем мощности, но и регулировать

токи светодиодов, благодаря чему сни-

мается необходимость установки много-

численных комплектующих и уменьшает-

ся стоимость системы. В системах можно

предусмотреть тщательное управление

устройством регулирования тока и напря-

жения, что позволит задавать точные ха-

рактеристики интенсивности освещения

и смешивания цветов, контролировать

температуру в целях предотвращения

термической нестабильности, регулиро-

вать яркость света посредством системы

интеллектуального адаптивного затем-

нения, а также выявлять неисправности

(сбои тока и напряжения, обрыв цепи).

Связь с внешними системами можно ор-

ганизовать посредством линий электро-

передачи, беспроводных технологий или

интерфейсов.

Разработчики, которым необходимы

инновационные и доступные решения

в области светодиодного освещения,

смогут достичь требуемых результатов

с помощью широкого ассортимента пре-

образователей AC/DC и DC/DC, драйве-

ров светодиодов, устройств управления

питанием, беспроводных и проводных

интерфейсных и встроенных процессоров

производства TI.

Подробнее читайте на сайте:

www.ti.com/led

Справочник типовых решений с применением светодиодов

НОВОСТИ



• Набор: 3500 базовых кристаллов

• Ежегодное добавление: > 200 ба-

зовых кристаллов

• Компоненты, контроллеры и пре-

образователи

• От стабилизаторов с малым па-

дением до КМОП-структур для

силовых модулей

Продвигаемые изделия

• CSDxx: Силовые КМОП-ключи

NexFET™

• CSD86350Q5D: Синхронные полу-

мостовые силовые блоки

• DC/DC-преобразователи:

TPS84620, TPS54620

• TPS7A30xx/ 49xx:

Комплементарные малошумящие

стабилизаторы с малым падением

напряжения

• TPS63020: Понижающие или по-

вышающие преобразователи

Новые изделия для управления питанием и полные системные решения от компании Texas Instruments

Решения для линий питания

Широкий набор изделий



• UCC28250: ШИМ-контроллер

с возможностью предварительно-

го смещения по выходу

• UCC28950: Улучшенный контрол-

лер полного моста с фазовым

сдвигом

• UCC24610: Контроллер синхрон-

ного выпрямителя вторичной сто-

роны

• UCC29910: Контроллер понижаю-

щего PFC (корректора коэффици-

ента мощности)

• TPS2480: Токовый монитор I2C

и контроллер с горячей заменой

• UCD90124: Устройство контроля

исправности системы с устрой-

ством управления вентилятором

Семейство силовых КМОП-структур NexFET™N-канальная

25 Vds, 16 Vgs — CSD164xx



N-канальная DualCool™

25 Vds,16 Vgs — CSD1640x

25 Vds,10 Vgs — CSD1632x

N-канальная, силовой каскад

25 Vds 10 Vas — CSDxxxxx

N-канальная, силовой блок

25 Vds, 10 Vgs — CSD86350

P-канальная

20 Vds, 8 Vgs — CSD25301/2

12 Vds,5 Vgs — CSD23201

20 Vds, 12 Vgs — CSD25401

Сдвоенная P-канальная

20 Vds, 6 Vgs — CSD75xxx

Новейшие корпуса для поверхностного монтажа

• Стандартный QFN

• Размер кристалла

• Улучшенные тепловые

параметры

• Сдвоенный кристалл

• Встроенный драйвер затвора

Технология NexFET™ — малый собственный заряд

NexFET™ — по определению, лучший показатель качества (FOM)



DualCool™ NexFET™

• Открытый контакт истока сверху

• θ = 1,3 oC/Вт сверху и снизу

• До 80% большее рассеивание

мощности

• Стандартное посадочное место

в корпусе QFN

Корпус для поверхностного монтажа DualCool™

CSD86350Q5D: Силовой блок NexFET™ Синхронизированная МОП-пара

Особенности

• Высокоэффективная (с высоким

КПД) конструкция понижающего

преобразователя

• Оптимизированная сдвоенная

КМОП-структура NexFET™

• Корпус со сверхнизкой индуктив-

ностью SON 5×6

• Вдвое меньшие требования

к управлению зарядом затвора

• Высокое значение RDS(on) 5 мОм

и низкое значение 2 мОм

• Нагрузочная способность

30 В 40 А

• Вдвое меньшая площадь на пе-

чатной плате по сравнению с дис-

кретными компонентами



Переносные устройства непрерыв-

но совершенствуются. «Инновации»

должны стать девизом разработчи-

ков, если они хотят добиться успе-

ха на этом рынке. Отрасль бытовой

электроники находится в процессе

непрерывного развития, происходит

ли это за счёт добавления новых воз-

можностей с целью «вдохнуть новую

жизнь» в существующие устройства

или за счёт разработки совершенно

новых проектов.

Устройства с питанием от акку-

муляторов становятся всё сложнее,

поскольку разработчики стремятся

предложить конечным пользовате-

лям новые возможности. Требуются

более яркие светодиодные фото-

вспышки, так как растёт разрешение

(количество «мегапикселей») и каче-

ство фотокамер; появляются новые

встроенные возможности, такие как

проецирование изображений, или

процессоры связи, такие как моде-

мы GSM, специализированные про-

цессоры для конкретных приложений

и т. д. Всё это великолепные, но энер-

гоёмкие возможности, добавление

которых в такие системы требует вы-

соких уровней токов питания. А ча-

сто некоторые из этих возможностей

могут быть реализованы одновре-

менно в одном и том же устройстве.

Это влечёт за собой увеличение чис-

ла шин питания большой мощности

в системе и, следовательно, услож-

няет конструкцию.

Первая проблема, с которой стал-

кивается разработчик, – это высокое

отношение пикового тока нагрузки

к среднему. Энергоёмкие функции

требуют высоких уровней тока от ак-

кумулятора в определённые моменты

времени по сравнению с предшество-

вавшим этапом, где потребляемая

мощность была сведена к минимуму.

Это явление влечёт за собой немед-

ленные последствия – неминуемую

угрозу для устойчивости системы при

нагрузках такого рода на аккумуля-

тор. Вы же не хотите пропустить важ-

ный звонок потому, что ваш телефон

неожиданно отключился, поскольку

вызов поступил именно в тот момент,

когда сработала вспышка встроенно-

го в телефон фотоаппарата.

Выходное напряжение аккумуля-

торов, испытывающих всплески тока

такого рода, снижается. Например,

рассмотрим аккумулятор с пол-

ным внутренним сопротивлением

0,5 Ом и напряжением на клеммах

1,8 В (рисунок 1). Необходимо рас-

смотреть различные сценарии, что-

бы понять, какова на самом деле

выходная мощность этого аккуму-

лятора. Всплески тока аккумулятора

обеспечивают более высокую вы-

ходную мощность только до тех пор,

пока не начнётся уменьшение напря-

жения на клеммах. Вне зависимости

от требующегося выходного тока

аккумулятор будет способен дать

только именно такую выходную мощ-

ность. Если требующийся от аккуму-

лятора ток выше 1,8 A, это не при-

водит к более высокой выходной

мощности, как видно из рисунка 1а.

При значительном всплеске тока

(более 3,5 A в данном случае) проис-

ходит сильное падение напряжения

на клеммах аккумулятора и оно резко

падает до нуля, что приводит к корот-

кому замыканию аккумулятора, как

показано на рисунке 1б.

Это приводит к тому, что преобра-

зователь постоянного тока, который

отслеживает состояние аккумулятора,

переходит в состояние блокировки

питания при недостаточном напря-

жении, что, в свою очередь, влечёт

за собой отключение системы. Когда

Устойчивость системы: интеллект может находиться и не в процессоре!

К а р м е н Г о н с а л е с ( C a r m e n G o n z a l e z )

Рисунок 1. Выходная мощность аккумулятора при напряжении на клеммах 1,8 В

в зависимости от тока нагрузки



это происходит, ток, который требу-

ется от аккумулятора, уменьшается,

предоставляя аккумулятору время

для восстановления выходного на-

пряжения. Такое чередование вклю-

чения и выключения продолжается

до тех пор, пока не исчезнет потреб-

ность в высоком токе или пока акку-

мулятор не разрядится полностью.

Помочь решить эту проблему

может импульсный преобразова-

тель на 4 A с дросселем. Например,

TPS63020 реализует две совершенно

уникальные функции, что придаёт

этому преобразователю некоторые

черты интеллектуального устройства

с динамическим ограничением вход-

ного тока и «умным» выходом кор-

ректности выходного напряжения.

Эти две функции помогают пре-

восходно защитить как само устрой-

ство, так и приложение. Как же они

работают? Средний ток дросселя

ограничивается внутри микросхемы.

При штатных условиях эксплуатации

предел тока имеет постоянную вели-

чину. Если источник входной мощно-

сти слабеет, например, когда аккуму-

ляторы почти полностью разряжены

и их выходное полное сопротивле-

ние увеличивается или когда имеет

место перегрузка вследствие допол-

нительной большой импульсной на-

грузки, подключённой к аккумуля-

тору, напряжение питания на входе

Vвх может упасть ниже 2,3 В. Если

это происходит, импульсный преоб-

разователь автоматически понижает

предел ограничения тока, как пока-

зано на рисунке 2.

Ограничение входного тока пре-

образователя постоянного тока ис-

ключает короткое замыкание акку-

мулятора и даёт аккумулятору время

для восстановления его выходного

напряжения после падения. Если вос-

становление невозможно, устройство

плавно переходит в состояние бло-

кировки питания при недостаточном

напряжении.

Если имеет место чрезмерная по-

требность в токе со стороны системы,

ограничение тока также действует,

но ещё и сигнал корректности выход-

ного напряжения переходит в состоя-

ние низкого уровня. Переключение

этого сигнала происходит в кратчай-

шее возможное время, и он сообщает

питаемому устройству о том, что вы-

ходное напряжение может оказаться

нерегулируемым. Это происходит,

если напряжение на входе преобра-

зователя больше не позволяет под-

держивать изначальное значение ре-

гулируемого выходного напряжения.

Такое извещение происходит намно-

го раньше, чем в случае традицион-

ного сигнала корректности выходно-

го напряжения, который переходит

в состояние низкого уровня, только

когда выходное напряжение преоб-

разователя падает ниже уровня 95%

от номинального значения. Это до-

полнительное время позволяет си-

стеме среагировать на ситуацию без

потерь, например, система получает

достаточно времени, чтобы надёжно

сохранить в памяти данные, получен-

ные до отключения, или сократить

количество выполняемых процес-

сором операций, чтобы уменьшить

нагрузку. Если состояние перегрузки

появляется лишь на время и затем

исчезает, напряжение аккумулятора

восстанавливается и TPS63020 воз-

вращается в штатное рабочее состоя-

ние; входной ток более не ограничи-

вается, а сигнал корректности выход-

ного напряжения вновь переходит

в состояние высокого уровня.

Если температура устройства ста-

новится выше рекомендуемого

значения, сигнал корректности вы-

ходного напряжения также пере-

ходит в состояние низкого уровня

и извещает питаемое устройство

о возможном отключении вслед-

ствие перегрева. В таких условиях

порог, ограничивающий входной

ток, снижается, уменьшая ток, про-

текающий через устройство и по-

зволяя температуре снизиться. Если

же температура продолжает возрас-

тать, устройство отключается вслед-

ствие перегрева.

Заключение

Выбор высокоэффективных им-

пульсных преобразователей посто-

янного тока, которые могут дина-

мически ограничивать броски тока

и заранее предупреждать питаемое

устройство о возможном нерегули-

руемом состоянии выхода, позволяет

разработчику реализовать в устрой-

ствах, питающихся от аккумуляторов,

новейшие возможности, востребо-

ванные на рынке, не снижая надёж-

ности этих устройств.Рисунок 2. Зависимость тока ограничения ключа от входного напряжения



Texas Instruments разрабатывает

новую подборку цифровых средств

симуляции для моделирования,

основанных на технологии стандарта

IBIS (input/output buffer information

specification — спецификация интер-

фейса буфера ввода/вывода), по-

зволяющую удовлетворить самые

разнообразные потребности заказчи-

ков. Модели такого типа (рисунок 1)

можно использовать, чтобы помочь

решению, таких вопросов как, напри-

мер, связанных с проектированием

печатных плат, а также положитель-

ные и отрицательные выбросы сигна-

ла и перекрёстные помехи. На более

общем уровне IBIS-модели дают по-

лезную информацию об изделиях, на-

пример, значения ёмкостей выводов

и паразитных параметров или време-

нах нарастания/убывания сигналов

цифровых выходных буферов.

Эта статья, первая часть в серии

из трёх статей, посвящена фундамен-

тальным элементам IBIS-моделей,

и в ней описывается, как они созда-

ются в среде SPICE. Во второй части

будут рассмотрены вопросы про-

верки адекватности IBIS-моделей.

В третьей части будет показано, как

пользователи IBIS исследуют пробле-

мы целостности сигналов и решают

задачи на этапе разработки печатной

платы (ПП).

Из рисунка 1 видно, что IBIS-модель

включает в себя паразитные параме-

тры корпуса и входную ёмкость кри-

сталла (C_comp) для всех выводов.

IBIS-модель также включает в себя

таблицы данных, которые отража-

ют работу устройства по постоян-

ному току в пределах как рабочего

диапазона данного устройства, так

и при напряжении питания, выхо-

дящем за номинальное значение

(ограничение по питанию, ограни-

чение по земле, цепь, подтягиваю-

щая к напряжению питания, и цепь,

подтягивающая к земле). Кроме того,

выходная структура модели, изо-

бражённая на рисунке 1, содержит

таблицы, которые отражают работу

изделия по переменному току или

переходную характеристику (нарас-

тание и спад) в пределах рабочего

диапазона данного устройства.

IBIS-модель включает в себя та-

блицы по переменному и постоян-

ному току, которые отражают рабо-

ту устройства. Модель такого типа

имеет элементы, представляющие

паразитные параметры выводов

и корпуса, которые обеспечивают

сопряжение устройства с печатной

платой. Моделирование с помощью

такой модели описывает взаимодей-

ствие цифрового буфера с печатной

платой, но не отражает взаимодей-

ствие с узлами внутри кристалла.

IBIS-модель позволяет симулировать

поведение печатной платы на уров-

не системы, в частности, моделируя

связь внешних устройств с цифровы-

ми буферами ввода/вывода (I/O)

изделия.

Основы IBIS-модели

IBIS-модель содержит информа-

цию, относящуюся к цифровым бу-

ферам кристалла микросхемы. Ядро

IBIS-модели содержит информацию

о работе буфера по постоянному

току в виде таблиц зависимости тока

IBIS-модель: средство анализа целостности сигналовЧасть 1

Б о н н и Б е й к е р ( B o n n i e B a k e r )

Рисунок 1. Блок-схема IBIS-модели с цифровыми буферами ввода/вывода



от напряжения (I-V) и информацию

о работе по переменному току в виде

таблиц зависимостей напряжения

от времени (V-t). Если эти таблицы

формируются с помощью платформы

SPICE для данного устройства, воз-

можно включение в них номинально-

го, максимального и минимального

вариантов наборов предельных па-

раметров, в зависимости от изме-

нений параметров технологическо-

го процесса, напряжения питания

и температуры. В таблице 1 показан

пример шести наборов параметров

для устройства DAC8812, которое

представляет собой 16-разрядный

умножающий цифро-аналоговый

преобразователь со сдвоенным по-

следовательным входом. Три из этих

наборов (1, 2 и 3) сформированы во-

круг номинального напряжения пи-

тания цифровой части схемы (VDD)

3,3 В. Остальные три сочетания (4, 5

и 6) формируются вокруг номиналь-

ного VDD, равного 5,0 В.

IBIS-модель, созданная на лабора-

торном столе, ограничена результата-

ми испытаний одного или нескольких

устройств. Такие IBIS-модели обычно

не отражают отклонений технологии

изготовления кристаллов.

IBIS-модели могут содержать дан-

ные по любому из нескольких раз-

личных типов буферов: вход, выход,

вход/выход (в том числе с тремя со-

стояниями), согласующее устрой-

ство, выход с открытым истоком,

выход с открытым стоком, вход/вы-

ход с открытым истоком, вход/выход

с открытым стоком, вход эмиттерно-

связанной логики, выход эмиттерно-

связанной логики и вход/выход

эмиттерно-связанной логики.

Напряжение на входном или вы-

ходном выводе буфера в таблицах

работы по постоянному току выхо-

дит за пределы номинального на-

пряжения питания (VDD) и изменяет-

ся в диапазоне от –VDD до 2×VDD. Это

обеспечивает тестирование схем за-

щиты буфера устройства от электро-

статического разряда в диапазоне

напряжений, выходящем за преде-

лы номинального питающего напря-

жения. Таким образом, IBIS-модели

способны отображать положитель-

ные или отрицательные выбросы

плохо согласованных сигналов на ПП.

IBIS-модели содержат данные по току

и напряжению для буферов входа

и выхода.

Пример входного буфера, изо-

бражённый на рисунке 2, показыва-

ет входной буфер, элементы защи-

ты от электростатического разряда

(ESD) и ёмкость буфера (C_comp).

IBIS-модель входного буфера содер-

жит таблицы I-V-данных, выходящих

за пределы потенциала земли и напря-

жения питания (VDD). Обратите внима-

ние на то, что IBIS-модель не требует

никаких электрических цепей, кроме

непосредственно самого интерфейса.

IBIS-модели не отражают внутреннюю

логику и взаимодействия моделируе-

мого устройства. На рисунке 3 показан

сводный пример таблиц I-V в графи-

ческой форме для схем защиты (огра-

ничения по питанию и по земле) вход-

ного буфера из IBIS-модели.

Таблица 1. Сочетания условий эксплуатации, напряжения и температуры для IBIS-модели устройства DAC8812

Номер сочетания Условия эксплуатации Напряжение, В Температура, °C

1 Облегчённые 3,0 85

2 Номинальные 3,3 25

3 Тяжёлые 3,6 –40

4 Облегчённые 4,5 85

5 Номинальные 5,0 25

6 Тяжёлые 5,5 –40

Рисунок 2. Пример базовых функциональных элементов входного буфера для IBIS-модели

Рисунок 3. Графическое представление I-V-таблиц IBIS-модели



V-t-таблицы отражают работу

выходного буфера по переменно-

му току, как показано на рисунке 4.

Данные в V-t-таблицах отражают на-

пряжение на выводе выходного бу-

фера в пределах рабочего диапазо-

на напряжений питания устройства.

IBIS-модели способны моделировать

буфер в пределах этого диапазона,

обеспечивая точное моделирование

времён нарастания и спада сигнала.

На рисунке 4 показаны подтяги-

вающие к питанию (pullup) и к земле

(pulldown) цепи выходного буфера

с двумя состояниями. Для выходного

буфера IBIS-модель обычно содержит

I-V-таблицы, а также V-t-таблицы.

Ещё раз подчеркнём, в IBIS-модели

не используется никаких дополни-

тельных схем, кроме непосредствен-

но самого интерфейса, поскольку

модель не отражает внутреннюю

логику устройства и взаимодействия

внутри него. На рисунке 5 показано

графическое представление нарас-

тающего сигнала из V-t-таблицы IBIS-

модели.

Формат IBIS-модели

Формат IBIS-модели начинает-

ся с заголовка, который создаётся

вручную и содержит описание соот-

ветствующей микросхемы или ми-

кросхем. За описанием микросхемы

следует общая информация о моде-

ли, включая дату создания, источник

модели и примечания пользователя.

На рисунке 6 показан пример заго-

ловка IBIS-модели для микросхем

TMP512 и TMP513 компании TI, кото-

рые представляют собой устройства

контроля температуры и питания си-

стемы с интерфейсом SMBus. Раздел

«Примечания» (Notes) — наиболее

важная часть заголовка IBIS-модели,

в котором содержатся подробности

создания модели, а также базовая

структура цифровых буферов.

За заголовком модели следует под-

робная информация о корпусе (или

корпусах) изделия (или изделий),

включая значения сопротивления,

индуктивности и ёмкости выводов.

Чтобы определить общую ёмкость

конкретного вывода, значения ёмко-

стей из этого раздела объединяются

со значениями ёмкости C_comp, ука-

занными далее в таблицах буферов.

Ниже следует ядро IBIS-модели с та-

блицами данных I-V и V-t для каждо-

го буфера по очереди.

Извлечение данных несимметричного буфера для моделирования в среде SPICE

В заключительной части статьи бу-

дет рассказано, как получить данные

I-V и информацию о динамических

параметрах (V-t) из модели буфе-

ра на уровне транзистора. Для этого

можно использовать шаблон автома-

тизированного моделирования, ин-

струментальное средство извлечения

данных (например, S2IBIS3) или руч-

ное моделирование. В данной статье

рассматриваются только каскадные

КМОП-структуры.

Извлечение данных I-V

из модели SPICE

Для извлечения I-V-данных для

IBIS-модели из SPICE-модели вход-

ного буфера, вывод буфера под-

ключается к отдельному источнику

напряжения (Vист). После того как

вход буфера установлен в требуе-

мое состояние (состояние низкого

уровня, высокого уровня или от-

ключённое состояние), на Vист по-

даётся сигнал анализа по постоян-

Рисунок 4. Пример базовых функциональных элементов входного буфера

с двумя состояниями для IBIS-модели

Рисунок 5. Графическое представление времени нарастания из V-t-таблицы IBIS-модели



ному току при качании напряжения

от –VКАЧ до 2×VКАЧ, где предел VКАЧ

устанавливается в зависимости от на-

пряжения питания устройства (VDD).

Например, если напряжение питания

буфера равно 5 В, то VКАЧ будет из-

меняться от –5 до 10 В. В ходе этого

качания средство моделирования

будет регистрировать значения тока,

текущего в буфер.

Если буфер установлен в высо-

коомное состояние (выключено),

то из собранных данных формиру-

ются таблицы для схем ограниче-

ния по земле и по питанию. Данные

в таблице схемы ограничения

по земле привязаны к потенциалу

земли, а данные в таблице схемы

ограничения по питанию имеют

в качестве опорного значения на-

пряжение VDD.

Извлечение I-V-данных для IBIS-

модели выходного буфера позволя-

ет получить таблицы, содержащие

данные для подтягивающих к земле

и к питанию цепей. Данные для

подтягивающих к земле цепей со-

бираются, когда буфер находится

в состоянии низкого уровня на вы-

ходе. Данные для подтягивающих

к питанию цепей собираются, когда

буфер находится в состоянии высо-

кого уровня на выходе. Данные в та-

блице схемы подтягивания к земле

имеют в качестве опорного уровень

потенциала земли, а данные в та-

блице схемы подтягивания к пита-

нию имеют в качестве опорного на-

пряжение VDD.

Извлечение данных V-t

из модели SPICE

В случае КМОП-буфера модели-

рование, связанное со скоростью

нарастания сигнала и таблицами

V-t, не представляет сложности.

Для каждого сочетания предель-

ных параметров (номинальных,

минимальных и максимальных)

Рисунок 6. Заголовок IBIS-модели для микросхем TMP512 и TMP513

Таблица 2. Требуемые и рекомендуемые данные I-V по типам буферов IBIS

Тип моделиЦепь подтягивания

к питанию

Цепь подтягивания

к земле

Цепь ограничения

по питанию

Цепь ограничения

по землеПримечания

Вход не применяется не применяется рекомендуется рекомендуется

Ввод/вывод требуется требуется рекомендуется рекомендуется

Вход/выход с открытым стоком

Вход/выход с открытым коллекторомне применяется требуется рекомендуется рекомендуется 1

Вход/выход с открытым истоком требуется не применяется рекомендуется рекомендуется 1

Открытый сток

Открытый коллекторне применяется требуется рекомендуется рекомендуется 4

Открытый исток требуется не применяется рекомендуется рекомендуется 4

Выход требуется требуется рекомендуется рекомендуется 4

Буфер с 3 состояниями требуется требуется рекомендуется рекомендуется 2

Последовательный ключ не применяется не применяется не применяется не применяется 3

Последовательный буфер не применяется не применяется не применяется не применяется 3

Согласующее устройство не применяется не применяется рекомендуется рекомендуется 3

Вход ЭСЛ не применяется не применяется рекомендуется рекомендуется

Вход/выход ЭСЛ требуется требуется рекомендуется рекомендуется 2

Выход ЭСЛ требуется требуется рекомендуется рекомендуется 4

Буфер ЭСЛ с 3 состояниями требуется требуется рекомендуется рекомендуется 2

1. В модель может быть включено ключевое слово «n/a», если токи устанавливаются нулевыми для всех значений напряжения.

2. Функциональные возможности аналогичны входу/выходу (I/O), но без данных о пороговых значениях входа (Vвхвыс, Vвхниз и т. д.).

3. Требуется специальный синтаксис; допускается использование данных ограничительных цепей на выводах, которые также представляют собой буферы, использующие эти типы моделей.

4. Данные для ограничительных цепей технически можно исключить; однако эти данные позволяют выполнить анализ отражений, возникающих на управляющих буферах.



имеется четыре набора данных V-t.

Данные для двух сигналов форми-

руются при переключении выхода

буфера из состояния низкого уров-

ня в состояние высокого уровня

при нагрузке, привязанной к низ-

кому уровню напряжения. Данные

для двух других сигналов форми-

руются при нагрузке, привязанной

к напряжению VDD. Для последних

двух кривых выход буфера пере-

ключается из состояния высокого

уровня в состояние низкого уровня.

На основе такого моделирования

рассчитывается скорость нараста-

ния сигнала или отношение dV/dt,

так как выход устройства переклю-

чается в состояние высокого логи-

ческого уровня относительно низ-

кого уровня и в состояние низкого

логического уровня относительно

высокого.

Требуемые и рекомендуемые кривые IBIS-модели

Существуют различные типы бу-

феров, которые стандарт IBIS описы-

вает с помощью I-V- и V-t-таблиц.

В таблицах 2 и 3 из [1] перечислены

требуемые и рекомендуемые дан-

ные буфера для каждого типа бу-

фера.


1. The IBIS Open Forum. (2005, Sept.

15). IBIS Modeling Cookbook for

IBIS Version 4.0 [Online]. Имеется

на сайте: www.eda.org/ibis/

cookbook/cookbook-v4.pdf

2. Roy Leventhal and Lynne Green,

Semiconductor Modeling for

Simulating Signal, Power, and

Electromagnetic Integrity. New

York: Springer Science+Business

Media, LLC, 2006.

3. dataconverter.ti.com

4. www.ti.com/sc/device/DAC8812

5. www.ti.com/sc/device/TMP512

6. www.ti.com/sc/device/ TMP513

Таблица 3. Требуемые и рекомендуемые данные V-t по типам буферов IBIS

Тип моделиНарастающий сигнал Убывающий сигнал

ПримечанияНагрузка к Vcc Нагрузка к земле Нагрузка к Vcc Нагрузка к земле

Вход не применяется не применяется не применяется не применяется

Ввод/вывод рекомендуется рекомендуется рекомендуется рекомендуется

Вход/выход с открытым коллектором рекомендуется не применяется рекомендуется не применяется 1

Вход/выход с открытым истоком не применяется рекомендуется не применяется рекомендуется 1

Вход/выход с открытым стоком

Вход/выход с открытым коллекторомрекомендуется не применяется рекомендуется не применяется 1

Открытый исток не применяется рекомендуется не применяется рекомендуется

Открытый сток

Открытый коллекторрекомендуется не применяется рекомендуется не применяется

Буфер с 3 состояниями рекомендуется рекомендуется рекомендуется рекомендуется

Последовательный ключ не применяется не применяется не применяется не применяется 2

Последовательный буфер не применяется не применяется не применяется не применяется 2

Выход рекомендуется рекомендуется рекомендуется рекомендуется

Согласующее устройство не применяется не применяется не применяется не применяется

Вход ЭСЛ не применяется не применяется не применяется не применяется

Вход/выход ЭСЛрекомендуется

(к VСС-2)

рекомендуется

(к VСС-2)3

Выход ЭСЛрекомендуется

(к VСС-2)


(к VСС-2)3

Буфер ЭСЛ с 3 состояниямирекомендуется

(к VСС-2)


(к VСС-2)3

1. Наличие внутренней оконечной нагрузки может потребовать введения сигналов вместо «не применяется».

2. Требуется специальный синтаксис.

3. В случае ЭСЛ напряжение фиксируется на уровне VСС-2; в некоторых случаях может быть полезно введение нескольких сигналов с различными напряжениями, использующими одно и то же полное сопротивление нагрузки.

Решения Texas Instruments для планшетов и электронных книг

Схема системы планшета или электронной книги

Texas Instruments предлагает широкий спектр полупроводни-

ковых решений для планшетов и электронных книг. Процессор

OMAP™, показанный на схеме системы, идеально сочетает

в себе мощь и эксплуатационные характеристики, предоставляя

разработчикам и конечным пользователям оптимальное мульти-

медийное решение. Также представлен обширный набор решений

для планшетов и электронных книг, которые поддерживают бес-

проводную связь, воспроизведение видео, аудио и управление

питанием.

www.ti.com/tablet и www.ti.com/ebook

Широкая линейка изделий Texas Instruments обеспечивает эксплуатационные характеристики, необходимые для реализации потокового видео или воспроизведения музыки, электронной почты, просмотра web-страниц или немедленной передачи сообщений в движении.

ВЫПУСК - Texas Instruments · 2012. 9. 11. · На тренингах Вы получите...

Documents

Transcript of ВЫПУСК - Texas Instruments · 2012. 9. 11. · На тренингах Вы получите...