现在的PSoC™
当赛普拉斯的首款可编程片上系统(PSoC™)进入充斥着竞争对手的8位微控制器(MCU)市场,这标志着公司为立足于一个快速增长的市场而迈出了大胆的步伐。赛普拉斯并未试图与已拥有强大产品组合的主要竞争对手正面交锋,而是选择在PSoC™ 1设计中体现重要的差异化功能:可编程模拟和数字功能。
PSoC™占领市场
一夜之间,PSoC™成为了游戏规则的颠覆者。对于硬件工程师,选择PSoC™意味着他们不仅获得了一个卓越的8位M8C微控制器内核,还能获得一系列可配置模拟和数字功能。这实际上意味着,设计团队可将更多电路功能都整合到一颗IC中。这种方法不仅有益于电路设计,也具有巨大的商业价值。对于大多数工程师而言,微控制器只是他们需要为一个设计选择的众多元器件之一。他们通常还得通过信号调节电路、分立逻辑器件和其他混合信号功能获取输入和输出模拟和数字信号。这导致用料清单(BOM)不断增加,用料成本也不断上升。
PSoC™ 1的早期用户很快发现,许多辅助功能都能在PSoC™中进行配置,而且它们完全独立于MCU内核运行。需要在设计中加入运算放大器?没问题,只需利用PSoC™ Creator软件工具来添加这一器件,并分配输入和输出引脚以适应电路板设计。还能基于单个基元功能构建更复杂的功能,包括模拟和数字功能。
而且,PSoC™还具备一种前所未有的MCU能力——可重配置能力。在某个时刻,PSoC™可以用于自动售卖机中的硬币验证。它还能迅速将自己重新配置成双音多频信号(DTMF)状态报告功能。这种方法也为最后一刻的设计迭代提供了方便,毕竟这在过去只能通过使用“蓝线”和电路板返工来实现。
列举一个体现PSoC™如何影响元件数量的例子。某酒店刷卡门锁生产厂家将BOM总数从90个减到20个。这使得设计师通过减少层数和缩小尺寸而简化了电路板布局。
PSoC™家族不断壮大:从PSoC™ 3 和PSoC™ 5的推出,到紧接着推出的PSoC™ 4和PSoC™ 6
有些第一次接触PSoC™的硬件工程师,发现自己被它所具备的能力惊呆了,就像走进一家令人眼花缭乱的糖果店,一时无法决定做何选择。一旦回到现实,就拥有了几乎无限的可能性。
在入门级PSoC™ 1推出十年且出货量达到10亿颗以上之后,赛普拉斯(自2020年4月起成为英飞凌旗下的一员)推出了PSoC™ 3和PSoC™ 5系列。PSoC™ 3采用8位8051 MCU内核,而PSoC™ 5采用32位Arm Cortex M3内核。两个系列都扩展了PSoC™的灵活性、集成度和可编程能力。还开发了针对专门应用的功能,如CAPSENSE电容式触摸感应解决方案。
第四代PSoC™在2013年上市。PSoC™ 4引入32位Arm Cortex-M0内核,紧接着又推出了Arm Cortex-M0+系列和低功耗蓝牙(BLE)2.4 GHz收发器。
2017年推出的PSoC™ 6,开启了第六代PSoC™的领先市场地位。配备Arm Cortex-M4与Cortex-M0+双核和具备动态电压频率调节(DVFS)能力的超低功耗PSoC™ 6,专为物联网而打造。
过去十年中,设计重点也从基于硬件的方法转件转向软件赋能的方法。PSoC™持续地服务于两种嵌入式开发方法的需求,通过实现设计灵活性和加快从原型到生产的过程来满足任何应用需求。
现在的PSoC™家族
如今的英飞凌PSoC™家族是基于32位Arm Cortex-Mx内核的、可编程和可重新配置的片上系统处理器之一。
PSoC™ 6
专为加快物联网应用开发而打造的超低功耗双核PSoC™ 6系列,拥有Arm Cortex-M4和Cortex-M0+双核。作为电池供电应用的理想之选,该双核架构允许嵌入式系统开发人员优化设计的功耗和性能。
对于任何物联网应用而言,安全是首要需求,而PSoC™ 6集成了Arm最新平台安全架构(PSA)。可编程性能包括能基于可配置固定模拟元件构建模拟前端功能。基于PSoC™通用数字单元(UDB)的数字可编程能力,可实现轻松连接至数字输出传感器IC和eInk显示器。PSoC™固定功能包括基于屏幕的消费类和物联网应用所需要的CAPSENSE™多点触控电容式感应。
对于环境要求高的车载信息娱乐和控制系统,车规级PSoC™ 6系列——第六代和第七代PSoC™器件可支持在最大15英寸的屏幕上进行单点、双指和多点触控。在PSoC™车规级产品组合中,既有适用于8.5英寸以下屏幕的、基于PSoC™的低价位触摸控制器,也有适用于更大屏幕尺寸的高性能产品版本。
PSoC™ 4
由于具有业界最灵活和可扩展的低功耗混合信号架构,基于Arm Cortex-M0 / Cortex-M0+的PSoC™ 4是复杂嵌入式系统的理想选择。PSoC™ 4拥有可编程模拟前端功能,以及一系列连接选项,如USB、CAN和BLE。
PSoC™4系列包含面向一般工业应用和车规级应用的器件。通过AEC-Q100认证的车规级PSoC™ 4系列,集成了Arm® Cortex®-M0+内核,以及可编程和可重新配置的模拟与数字单元、CAPSENSE™电容式触摸感应功能和通用I/O。该系列还支持所有常用的汽车网络通信接口,如SENT、CAN、LIN和 CAN FD。
PSoC™ 4 HV系列专为12 V高压操作和接口而设计,适用于一系列汽车传感器应用。电动汽车所使用的电池管理系统(BMS)就是一个例子。该HV系列符合ISO 26262所定义的ASIL-B功能安全完整性等级要求。集成的电容式触摸感应功能,能够支持进行舒适性和车门控制的HMI控制功能。
PSoC™ 5LP
PSoC™ 5LP系列基于Arm® Cortex®-M3内核,拥有一套可编程和可重新配置的模拟与数字功能,适用于可穿戴设备和智能移动终端。支持多个功率域和宽工作电压范围的PSoC™ 5LP,集成了24个通用数字单元(UDB)和一个24位数字滤波器单元,以及丰富的模拟前端元件。
PSoC™开发资源
开发基于PSoC™的应用非常容易。英飞凌ModusToolbox™为熟悉Eclipse集成开发环境(IDE)的嵌入式软件开发人员提供了简便的软件构建方法。支持全系列英飞凌微控制器和连接IC的ModusToolbox™,适用于任何形式的嵌入式系统开发,从边缘连接的物联网传感器到汽车HMI。
除了IDE,更多开发支持还包括:
英飞凌开发人员社区:您可前往开发人员社区,发布帖子,为您的所有技术疑问找到答案(https://community.infineon.com/)。
PSoC™评估板:由PSoC™ 5、PSoC™ 4和PSoC™ 6的评估板、开发套件和连接选件组成的全面阵容。(https://www.infineon.com/cms/en/product/microcontroller/32-bit-PSoC™-arm-cortex-microcontroller/#!boards)
PSoC™参考设计:120多种PSoC™应用的参考设计(https://www.infineon.com/cms/en/search.html?intc=searchkwr-return#!view=downloads&term=PSoC™&doc_group=Reference%20Design)
英飞凌/赛普拉斯YouTube频道:在YouTube上,您能找到数百小时的高信息量和高技术深度的内容。有些视频构成了一个实践教程系列,还有些视频则着重介绍与PSoC™配置有关的特定内容。除此之外还有创新人员、嵌入式系统开发人员和经销商贡献的第三方内容。(https://www.youtube.com/c/CypressSemi)
还提供PSoC™的参考书籍。例如,由Dave Van Ess编著的《学习基于PSoC™的数字设计》(Learn Digital Design with PSoC™),就是一本聚焦于在PSoC™中实现不同数字逻辑电路的实践知识的书籍。该书重点介绍了42个可以利用PSoC™ 4 Pioneer开发板进行原型设计的数字电路。
PSoC™ – 专为物联网而打造的片上系统
PSoC™是基于32位Arm Cortex-Mx内核的、可编程和可重新配置的片上系统处理器之一。
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