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对系统和IC设计者而言,单位硅片集成度的不断增长在集成电路设计方法学和加工能力之间产生了周期性危机。SoC时代的到来将对传统VLSI ASIC设计产生巨大的影响。这种影响不仅包含传统深亚微米问题,而且还包含IP核和信号完整性问题——尤其是集成数字/模拟混合信号系统。随着应用复杂度和芯片电路容量的不断增长,SoC己经成为现代电子系统应用的关键技术之一。SoC技术提供了低成本、高性能和嵌入式的系统设计解决方案。因此,SoC技术已经成为VLSI设计技术的重点研究内容。
本文对SoC技术中的技术分支——PSoC(Programmable SoC)的结构及其应用方法进行了重点研究。PSoC作为SoC的一种具体应用技术,其基本内容也是基于IP核的设计。本文重点研究了三种可编程结构——数字、模拟和混合信号可编程结构。Altera和Xilinx的可编程SoC仅有数字功能,Lattice的可编程器件仅有模拟功能,Cypress和Sidsa的可编程SoC虽然有数字和模拟功能,但是Cypress的数字功能较弱而Sidsa的模拟功能较弱。
在以上研究的基础上,本文提出了一种新的PSoC结构。这种结构具有可编程数字和模拟功能强的特点。结合PSoC结构的研究,本文重点进行了基于CYPRESS PSoC的电容感应按键的开发,包括原理介绍,硬件设计,程序开发和产品的优化调试。
在硬件设计部分,根据系统设计需求和参数要求,提出了控制系统方框图。方框图中主要包括电容感应处理模块,IIC模块,UART模块,EEPROM模块和GPIO模块,其中,重点是电容感应处理模块。结合算法原理和功能框图,我们重点论述了电容感应处理模块的设计原理和过程。本篇还给出了硬件参数的设计和硬件的连线图。
在软件设计部分,限于篇幅,本篇只给出了软件的设计流程图。其中电容感应处理模块的算法原理也放在这一部分,目的是为了与软件处理结合起来。在设计的基础上,本篇又对设计的结果进行了验证,并提出了改进方案。