Cypress neue PSoC-Generation Controller mit konfigurierbaren Analog-/Digitalfunktionen

Der erste Programmable-System-on-Chip-Baustein (PSoC) von Cypress ist nun seit gut sechs Jahren auf dem Markt. Entwickler schätzen die Möglichkeit der schnellen Abänderung und Anpassung des internen Schaltungsdesigns an neue Aufgaben, Funktionen oder Erweiterungen. Zwei neue Leistungsklassen auf 8051- und ARM-Cortex-M3-Basis sollen jetzt keine Wünsche mehr offen lassen.

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ISH Ingenieursozietät GmbH

Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

Cypress Semiconductor GmbH

Wer hat nicht schon einmal probiert, eine kleine analoge Schaltung z.B. zur Temperatur-, Druck- oder Strommessung, mit diskreten Komponenten bestehend aus Verstärkervorstufe und Analog/Digitalwandler aufzubauen? Und so zu trimmen, dass diese auch über einen weiten Bereich linear und sicher arbeitet? Sicher nicht viele von uns! Denn traditionell kennen sich die meisten Ingenieure in Digitaltechnik gut aus, ebenso in der Programmierung von Controllern oder FPGAs/PLDs, aber das Erstellen und Betreiben von analogen Schaltungen überlassen wir immer gerne den Spezialisten.

Komponentenauswahl, Temperaturdrift, Referenzspannungsschwankungen, notwendige Impedanzwandlungen oder Noise-Überlagerungen bei ganz kleinen Signalen im µA- oder µV-Bereich können vermeintlich einfache Aufgaben ausarten lassen. Funktionieren viele herkömmliche Schaltungen auf dem Steckbrett bzw. der ersten Testplatine schon recht ordentlich, so steckt oft die Tücke im Detail. Müssen Schwellwerte überwacht und Signale für Aktoren bei Überschreiten/Unterschreiten von Minima/Maxima gesetzt werden, muß die analoge Schaltung ggf. noch mit Komperatoren und schliesslich mit digitalen Elementen erweitert werden.

Und sollen mehrere Sensoren mit ein und der selben Schaltung gleichzeitig ausgewertet werden, möchte man die Messschaltung nicht zigmal aufbauen, sondern verwendet am besten einen Signalmultiplexer, der die analogen Sensorsignale sequenziell an den A/D-Wandler durchschaltet. Natürlich bieten viele Halbleiterhersteller hierzu unterschiedliche programmierbare Controller mit feststehenden, analogen Elementen an, dessen Anschlüsse an die Pins des ICs herausgeführt sind und somit stets über externe Beschaltung und Drahtbrücken zu einer sinnvollen Schaltung verbunden werden müssen.

Deshalb wünschen sich die meisten Entwickler seit Jahren ein vollkonfigurierbares, integriertes Bauelement, also ein System-on-Chip, bestehend aus

• parametrierbaren analog/digitalen Funktionen zur wahlfreien Verschaltung untereinander und an alle Ein- und Ausgänge des Chips,
• leistungsfähigem Prozessorkern zur Abarbeitung und Auswertung der Daten, und
• vielfältige Kommunikationsschnittstellen, am besten USB, I2C, SPI, UART.

Erfolgsrezept der PSoCs

Der PSoC (Programmable System on Chip) der ersten Generation von Cypress, der bereits alle drei genannten Leistungsmerkmale erfüllt, ist nunmehr gut 6 Jahre auf dem Markt und das mit beachtlichem Erfolg: Applikationen wie die Click-Wheel-Bedienung von MP3-Playern, die Steuerung und Lageregelung von Modellhubschraubern, Laderegelung und Bedienoberflächen von Handys, Book-Mark- und Stationstasten in Kfz-Konsolen, Tastenersatz in verschiedenen Fernsehermodellen oder Weißer Ware sowie der Einsatz in Fernbedienungen, Rauch- und Brandmeldern, Lastschütze mit FI-Schaltern, Klingelanlagen, oder gar Modelleisenbahnen sprechen für eine breite Akzeptanz.

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