WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

№ 4, АПРЕЛЬ 2003 СОДЕРЖАНИЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ И СИСТЕМЫ 2003 апрель № 4 (68) МАССОВЫЙ ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ Учредитель и издатель: НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА VD MAIS

Зарегистрирован Министерством информации Украины 24.07.96 г. Свидетельство о регистрации: серия КВ, № 2081Б Издается с мая 1996 г. Подписной индекс 40633 Директор фирмы VD MAIS: В.А. Давиденко Главный ре дактор: А.В. Ермолович Научный редактор: В.А. Романов Редакционная коллегия: В.А. Давиденко В.В. Макаренко В.Р. Охрименко Технический редактор: Г.Д. Местечкина Набор: С.А. Чернявская Верстка: М.С. Заславская Дизайн: А.А. Чабан М.С. Заславская С.А. Молокович Адрес редакции: Украина, Киев, ул. Жилянская, 29 Тел.: (044) 227 2262, 227 1356 Факс: (044) 227 3668 E m a i l : info Интернет: Адрес для переписки: Украина, 01033 Киев, а/я 942 Цветоделение и печать ДП “Такі справи” т./ф.: 456 9020 Подписано к печати 18.04.2003 Формат 6084/8 Тираж 1000 экз. Зак. № 304 187 СЕНСОРЫ И ДАТЧИКИ Элементная база для электронного глаза …........................................... 3 Преобразователь ускорения в частоту …................................................ 4 Двухосный акселерометр ADXL311 …....................................................... 5 Беспроводные системы температурного мониторинга на подвижных объектах …............................................................................. 6 ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПЛИС типа FPGA фирмы Xilinx: возможности, проектирование и применение ….................................... 7 СИГНАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ И МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ Сигнальные процессоры семейства ADSP BF53x …............................ 12 Сигнальный процессор и микроконтроллер в одном корпусе …..... 13 ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ Сеть LIN …...................................................................................................... 14 Микроконтроллеры и приемопередатчики для сети LIN …................ 20 ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ Модульные AC/DC преобразователи с выходной мощностью до 2500 Вт …....................................................... 24 КОНКУРС: ЛУЧШАЯ РАЗРАБОТКА ГОДА Ультразвуковой датчик движения …......................................................... 27 ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ И СВЯЗЬ Технология пакетной передачи данных в сетях GSM........................... 29 Микросхемы генераторов, управляемых напряжением …................. 30 КОНТРОЛЬ И АВТОМАТИЗАЦИЯ Одноплатные промышленные компьютеры компании Portwell ….... 32 Одноплатный малогабаритный компьютер LP3500 Fox ….................. 34 Процессорные модули Rabbit Core Modules …...................................... 36 ПОВЕРХНОСТНЫЙ МОНТАЖ Особенности выбора размеров контактных площадок для поверхностного монтажа …............................................................... 40 КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ Десять самых крупных в мире производителей электронных компонентов …..................................................................... 44 Высокие технологии и интеллектуальная собственность основа развития экономики Китая …...................................................... 44 Новости отделения автоматизации и приводов фирмы Siemens …. 45 Компенсация температурной погрешности мостовой схемы измерения давления …................................................. 47 Микросхема радиопередатчика ….......................................................... 47 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ИЗДЕЛИЯ Микросхемы синтезаторов частоты ….................................................... Перепечатка опубликованных в журнале материалов допускается c разрешения редакции. За рекламную информацию ответственность несет рекламодатель.

Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

CONTENTS № 4, АПРЕЛЬ SENSORS AND GAUGES Vision Chips for Computational Eye …................…................…............ 3 Acceleration to Frequency Circuits ……............…............…............…... 4 Dual Axis Accelerometer ADXL311 ……............…............…............….. 5 Temperature Monitoring in Remote Systems ……............…............….. 6 PROGRAMMABLE LOGIC Xilinx's FPGAs: Capability, Design and Application ……............…..... 7 DSPs AND MICROCONTROLLERS ADSP BF53x Family of DSPs ……............…............…............…............ 12 Unified DSP/MCU Combining the Best in One Package ……........ 13 INFORMATION NETWORKS Local Interconnect Network ……............…............…............…............. 14 Microcontrollers and Transducers for Local Interconnect Network ……............…............…............…....... 20 POWER SUPPLIES Modular AC/DC Converters with Power up to 2500 W..............................……............….................. 24 BEST DESIGN ANNUAL CONTEST Ultrasound Motion Sensor ……............…............…............…............… 27 TELECOMMUNICATIONS Technology of General Packet Radio Service ……............…............ 29 Voltage Controlled Oscillator ICs ……............…............…................. 30 CONTROL AND AUTOMATION Portwell's Single Board Industry Computers ……............…............... 32 LP3500 Fox Single Board Computer ……............…............…............ 34 Rabbit Core Modules ……............…............…............…............…........ 36 SURFACE MOUNT TECHNOLOGY Selection of Contact Pad Dimensions for SMDs ……............…........ 40 NEWS BRIEFS Ten Top Semiconductor Companies ……............…............…............. 44 High Technologies and Intellectual Property Affect the China's Economy ……............…............….........…............... 44 News from Siemens' Automation and Drives Department …......... 45 Bridge Temperature Measurement Allows Software Compensation ……............…............…...............…... 47 Transmitter IC ……............…............…............…............…............…....... 47 PERSPECTIVE PRODUCTS ICs for PLL Synthesizers ……............…............…............…............…...... Reproduction of text and illustrations is not allowed without written permission.

ELECTRONIC COMPONENTS AND SYSTEMS April 2003 No 4 (68) Monthly Scientific and Technical Journal Founder and Publisher: Scientific Production Firm VD MAIS Director V.A. Davidenko Head Editor A.V. Yermolovich Scientific Editor V.A. Romanov Editorial Board V.A. Davidenko V.V. Makarenko V.R. Ohrimenko Typographier G.D. Mestechkina Type and setting S.A. Chernyavskaya Layout M.S. Zaslavskaya Design A.A. Chaban M.S. Zaslavskaya S.A. Molokovich Address: Zhilyanska St. 29, P.O. Box 942, 01033, Kyiv, Ukraine Tel.: (380 44) 227 2262 (380 44) 227 1356 Fax: (380 44) 227 3668 E mail: info@vdmais.kiev.ua Web address: www.vdmais.kiev.ua Printed in Ukraine Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ СЕНСОРЫ И ДАТЧИКИ ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННОГО ГЛАЗА В представленной ниже публикации кратко излагаются результаты научных исследований в области создания биоэлектронного протеза человеческого глаза, которые базируются на успехах развития современной микроэлектроники и биотехнологии. В. Романов Достижения в развитии микро электроники и офтальмологии поз воляют надеяться, что в обозримом будущем появится имплантируемый электронный глаз, который помо жет достаточно надежно восприни мать зрительную информацию лю дям, полностью слепым или страда ющим слабым зрением. По оптими стичным прогнозам специалистов биоэлектронный протез человечес кого глаза, позволяющий заменить больной орган, появится уже в 2020 году [1]. В настоящее время разработка электронного глаза развивается в трех основных на правлениях. Первое направление связано с разработкой и созданием кристал лов для фиксации и обработки изо бражений, проецированием этих изображений на миниатюрные плоские дисплеи, которые с помо щью специального шлема (рис. 1) устанавливаются непосредственно перед глазами слабовидящего че ловека. В этом направлении полу чены наиболее значимые результа ты благодаря наличию соответству ющей элементной базы: ПЗС мат риц, КМОП сенсоров изображе ния, мощных сигнальных процессо ров, миниатюрных ЖК дисплеев и т. п. [1]. Второе направление базирует ся на разработке специальных ней рокристаллов, выполняющих обра ботку изображения аналогично той, которую в живом организме выполняет сетчатка глаза [2]. На рис. 2 представлены элементы ис кусственного глаза на основе ней рокристалла сетчатки. Этот крис талл представляет собой фотодиод ную матрицу и средства обработки изображения. Основные трудности в развитии этого направления свя заны с недостаточной изученно стью процессов предварительной обработки изображения, происхо дящих в сетчатке глаза. Третье направление основано на разработке биологического ин терфейса, представляющего собой непосредственную связь миниа тюрной системы машинного зрения со зрительным центром человечес кого мозга (рис. 3). Работы по со зданию такого интерфейса нахо Рис. 1. Шлем для слабовидящего человека Рис. 2. Элементы искусственного глаза на базе "кремниевой" сетчатки Таким образом, работы по со зданию искусственного глаза на базе достижений микроэлектрони ки еще не вышли из стадии лабора торных исследований. Однако име ющиеся на сегодняшний день ре зультаты дают основание надеять ся, что со временем эта сложная проблема будет успешно решена. ЛИТЕРАТУРА: 1. Robert Braham. Toward an Ar tificial Eye. TEEE Spectrum, May, 1996. Рис. 3. Соединение видеокамеры 2. Christof Koch, Bimal Mathur. с мозгом слепого человека Neuromorphic Vision Chips. TEEE дятся в начальной стадии и на пер Spectrum, May, 1996. вом этапе, как полагают специали 3. Richard A. Normann, Edwin M. сты, позволят слепым людям читать Maynard, K. Shane Guillory, David J. печатные тексты, ориентироваться Warren. Cortical Implants for the в пространстве, смотреть телеви Blind. TEEE Spectrum, May, 1996. зор [3].

Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

СЕНСОРЫ И ДАТЧИКИ № 4, АПРЕЛЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УСКОРЕНИЯ В ЧАСТОТУ * Частотные сигналы, практически без потери точности, можно передавать на большие расстояния по каналам ВОЛС, витой паре, коаксиальному кабелю или радиоканалу. Датчики с частотным выходом широко используются для построения распределенных систем управления. Ниже прилагается статья о применении ПНЧ для передачи сигналов, снимаемых с выхода акселерометра. Charles Kitchin, Dave Quinn, Steve Sherman Функциональная схема высоко качественного акселерометра с частотным выходом приведена на рис. 1. Преобразователь ускоре ния в напряжение выполнен на ми кросхеме ADXL50, а преобразова тель напряжения в частоту (ПНЧ) на микросхеме AD654. Диапазон измеряемых ускорений ADXL50 со ставляет ±50 g, выходное напряже ние при отсутствии ускорения 2.5 В. Изменению ускорения на выходе устройства на величину g соответ ствует изменение выходного напря жения на 200 мВ. Масштабный коэффициент (Scale Factor) встро енного усилителя (Buffer Amp) зада ется резисторами R1 и R3. Резис тор R2 используется для установки ИМС акселерометра в исходное состояние. Кроме того, резистор R3 и конденсатор С5 образуют фильтр нижних частот на выходе ADXL50. При выборе подстроечных резисторов R1a должен составлять примерно 50 % от R1b. После окончания регулировки перемен ные электромеханические резисто ры следует заменить на постоян ные. Этим обеспечивается высокая виброустойчивость устройства в целом. При выборе элементов схе мы руководствуются расчетными соотношениями, приведенными на рис. 1. Для этого задаются началь ной частотой (0g FREQUENCY), при которой ускорение должно быть равно нулю, ценой деления шкалы акселерометра (Scale Factor, Hz/g) и максимальной полосой частот выходного напряжения ADXL50 (BW). Если эти параметры заданы, то с помощью расчетных соотно шений могут быть определены но миналы внешних компонентов пре образователя. Таблица этих номи налов для ряда значений началь ной частоты и цены деления приве дена на рис. 1. Используя силу зем ного притяжения, легко откалибро вать акселерометр. Для этого до статочно сориентировать его под углом 90° относительно вертикаль ной оси, чтобы отрегулировать ну левую частоту. Ускорению 1g со ответствует ориентация оси аксе лерометра вертикально вниз, ус корению 1g ориентация этой оси вертикально вверх. Регулиров ку необходимо производить попе ременно в каждом положении по нескольку раз для обеспечения максимальной точности переда точной характеристики акселеро метра.

Рис. 1. Функциональная схема преобразователя ускорения в частоту * Сокращенный перевод с английского В. Романова.

Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ СЕНСОРЫ И ДАТЧИКИ Кроме ускорения с помощью акселерометра может быть опре делен угол наклона. Схема такого устройства на базе ИМС акселе рометра ADXL05 и таймера 555CP приведена на рис. 2. Цена деления ADXL05 составляет 400 мВ/g при нулевом выходном напряжении 1.8 В, а цена деления на выходе таймера 2600 Гц при нулевой ча стоте 16 500 Гц. Преобразователь (рис. 2) отличается высокой линей ностью и температурной стабиль ностью 5 Гц/°С или 0.03 %/°С в ди апазоне температур от 0 до 70 °С.

Рис. 2. Схема преобразователя угла наклона в частоту ДВУХОСНЫЙ АКСЕЛЕРОМЕТР ADXL Фирма Analog Devices анонсировала новый двухосный акселерометр ADXL311, который предназначен для измерения статических и динамических ускорений, а также для ориентации объектов в пространстве относительно осей X и Y с точностью 0.1°. В. Романов Акселерометр ADXL311 выпол нен в виде интегральной микросхе мы с использованием iMEMS тех нологии. Акселерометр отличается невысокой стоимостью, высокой чувствительностью и надежностью среднее время безотказной рабо ты 109 ч. Функциональная схема ADXL311 приведена на рисунке и включает два независимых канала преобразования ускорения в ана логовое напряжение. Основные параметры акселерометра приве дены в таблице. Внешние конден саторы Cx и Cy вместе с внутренни ми резисторами Rfilt образуют фильтры нижних частот. В зависи мости от величины внешней емкос ти частота выходного сигнала мо жет составлять от 5 кГц (при мини мальном рекомендованном значе нии Cx или Cy, равном 1000 пФ) до 10 Гц (при максимальном рекомен дованном значении Cx или Cy, рав Параметры акселерометра ADXL Функциональная схема акселерометра ADXL311 ном 0.47 мкФ). Акселерометр снабжен выво дом для самотестирования (Self Test). При подключении его к напря жению питания на выходах Xout и Yout устанавливается напряжение 45 мВ. Это свидетельствует об ис правности акселерометра. Основ ное применение акселерометр ADXL311 может найти в: • системах ориентации в простран стве по двум осям • интеллектуальных портативных приборах • системах защиты от несанкцио нированного доступа • шагомерах и мониторах движе ния • игровых контроллерах • компьютеризированных игруш ках.

Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

СЕНСОРЫ И ДАТЧИКИ № 4, АПРЕЛЬ БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕМПЕРАТУРНОГО МОНИТОРИНГА НА ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТАХ * В США ежегодно в результате пищевых отравлений госпитализируется свыше 300 тысяч человек. Это связано, прежде всего, с неправильным хранением и транспортировкой охлажденных и замороженных продуктов питания. Для гарантии качества таких продуктов необходим автоматизированный температурный мониторинг как в местах их хранения, так и во время транспортировки. В соответствии с требованиями международных стандартов все возимые рефрижераторные контейнеры должны быть оборудованы электронными системами температурного мониторинга, которые должны работать независимо от систем управления климатом внутри рефрижератора. Беспроводная система температурного мониторинга на базе микроконвертера ADuC834 разработана специалистами фирмы Analog Devices. Особенности этой системы рассмотрены в настоящей публикации. Darragh Maxwell, Russell Williamson Структурная схема беспроводной системы темпе ратурного мониторинга, построенной на базе микро конвертера ADuC834, приведена на рис. 1. Связь распределенных мониторов с базовой станцией осу ществляется по радиоканалу. В качестве температур ного сенсора используется платиновый термометр со противления PT100. Сопротивление PT100 при темпе ратуре 0 °С составляет 100 Ом. Чувствительность сен сора 0.385 Ом/°С. Функциональная схема измерения температуры приведена на рис. 2. Ток возбуждения IEXC формируется внутренним источником тока микро конвертера ADuC834 и составляет 200 мкА. Сенсор подключен ко входу микроконвертера по логометри ческой схеме, что позволяет исключить влияние неста бильности источника тока на точность измерения тем пературы. Входной дифференциальный усилитель ос лабляет синфазную помеху, усилитель с программиру емым коэффициентом усиления (PGA) обеспечивает согласование сигнала низкого уровня, снимаемого с выхода сенсора, с АЦП. Величина тока возбуждения выбрана не случайно. С одной стороны, на термомет ре сопротивления обеспечивается достаточно боль шое падение напряжения (20 мВ), с другой стороны, рассеиваемая мощность (I2R) на этом термометре не превышает 4 мкВт, что практически не вызывает до полнительного саморазогрева термометра сопротив ления, а значит и не вносится дополнительная темпе ратурная погрешность. * Сокращенный перевод с английского В. Романова. Системы температурного мониторинга на подвиж ных объектах должны иметь достаточно большой ре сурс батарейного питания. При выборе типа батарей ного питания необходимо учитывать следующие фак торы: • величину напряжения питания • ресурс батарейного питания • значение пикового тока • диапазон рабочих температур • габариты • стоимость. С учетом этих факторов наиболее оптимальной, по мнению специалистов фирмы Analog Devices, является ионно литиевая батарейка напряжением 3.6 В, ем кость которой составляет 2300 мАч, пиковый ток 20 мА, диапазон рабочих температур от 55 до 85 °С. Если средний ток потребления не превышает 26 мкА, то ресурс такой батарейки может составить не менее десяти лет. Основными энергоемкими узлами системы мониторинга (рис. 1) являются приемопередатчик и ми кроконвертер, ток потребления которых в спящем ре жиме не превышает 1 и 12 мкА соответственно. Изме Рис. 1. Структурная схема беспроводной системы температурного мониторинга на базе микроконвертера ADuC Рис. 2. Функциональная схема измерения температуры Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ напряжением 1.25 В позволяет не только обеспечи вать мониторинг температуры, но и следить за уров нем напряжения батарейного питания. На рис. 3 в ка честве примера приведена температурная кривая, по лученная в результате мониторинга температуры в те чение 11 часов. При этом системой управления клима том поддерживалась температура внутри рефрижера торного контейнера на уровне 18 °С. Таким образом, беспроводные системы темпера турного мониторинга позволяют обеспечить надеж ное слежение за температурой в рефрижераторной камере при транспортировке скоропортящихся про дуктов на большие расстояния. Для реализации радиоинтерфейса системы тем пературного мониторинга подвижных объектов мож но использовать GSM модемы, работающие в режи ме SMS или GPRS. С техническими характеристиками таких модемов можно ознакомиться в ЭКиС № 2 (66), февраль 2003.

Рис. 3. Температурная кривая, полученная в результате мониторинга температуры в рефрижераторной камере рение температуры с помощью такой системы монито ринга осуществляется каждые 10 с. Время измерения и передачи данных не превышает 20 мс, ток потребле ния в активном режиме составляет не более 7.5 мА при тактовой частоте микроконвертера 1.75 МГц и 10 мА при тактовой частоте 3 МГц. Наличие в составе микроконвертера внутреннего опорного источника ПЛИС ТИПА FPGA ФИРМЫ XILINX: ВОЗМОЖНОСТИ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ Современные программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) и инструментальные средства разработки проектов на этой элементной базе представляют собой новую платформу для создания реконфигурируемых высокопроизводительных цифровых систем и устройств. В. Опанасенко, В. Сахарин ПЛИС фирмы Xilinx содержат два типа микросхем, существенно отличающихся друг от друга по архитек туре: FPGA (Field Programmable Gate Array про граммируемой вентильной матрицы) и CPLD (Complex Programmable Logic Device комплексного програм мируемго логического устройства). ПЛИС типа FPGA по сравнению с CPLD обладают более мощными логическими ресурсами и более высоким быстродей ствием. Типы кристаллов FPGA В настоящее время наиболее используемыми явля ются две серии FPGA, аналогичных по архитектурe: Spartan II и Virtex [1, 2]. Рассматриваемые серии кроме элементов логики, реализуемых в логических ячейках (Logic Cells LC), содержат блочную оперативную память (Block RAM BR), которая в отличие от распределенной памяти, ре ализуемой на LC, является встроенной и не занимает логических ячеек микросхемы. Ячейка LC включает 4 входовой функциональный генератор (Look Up Table LUT), логические элементы переноса (Carry Logic) и запоминающий элемент (триггер или "защелку"). BR состоит из блоков, каждый из которых представля ет собой двухпортовую синхронную память, имеющую в зависимости от типа FPGA объем 4 или 18 кбит. Блочная память может быть использована также в ка честве ПЗУ (ROM). Spartan II (с напряжением питания логического яд ра кристалла VCCINT=2.5 В) содержит 6 типов кристал лов, отличающихся логическими ресурсами: 432 5292 LC и 16 56 кбит BR (15 200 тыс. системных вентилей). Развитием этой серии является Spartan IIЕ (VCCINT=1.8 В), содержащая 5 типов кристаллов емко стью: 1728 6912 LC и 32 64 кбит BR (50 300 тыс. сис темных вентилей). Серия Spartan II имеет невысокую стоимость и широко используется в проектах малой и средней степени сложности. Быстродействие серии оценивается системной частотой синхросигналов (Clock), равной 200 МГц. Серия Virtex (VCCINT=2.5 В), содержащая от 50 тыс. до 1 млн системных вентилей и работающая с систем ной частотой 200 МГц, получила дальнейшее разви тие, реализованное в сериях Virtex E (VCCINT=1.8 В), Virtex E Extended Memory (VCCINT=1.8 В), Virtex II (VCCINT=1.5 В) и Virtex II Pro (VCCINT=1.5 В). Ресурсы микросхем, образующих указанные се рии, приведены в таблице.

Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ № 4, АПРЕЛЬ Ресурсы микросхем серий Virtex/ E/ EM/ II/ II Pro Помимо увеличения логических ресурсов и повы шения быстродействия за счет совершенствования архитектурных и технологических решений общую тенденцию развития этих серий ПЛИС определяют два фактора, обеспечивающих как повышение произво дительности, так и расширение возможностей приме нения. К этим факторам относятся: встраивание в кри сталл быстродействующих модулей общего назначе ния и элементов, обеспечивающих реализацию стан дартов ввода вывода для осуществления взаимодейст вия с различными внешними устройствами. В модули общего назначения кроме блочной RAM (в сериях Virtex II и Virtex II Pro каждый блок имеет объ ем памяти 18 кбит) входят блоки умножения (1818 бит), а в серию Virtex II Pro дополнительно вве дены встраиваемые приемопередатчики (максималь ное количество 24) со скоростью передачи в дуп лексном режиме от 622 Мбит/с до 3.125 Гбит/с на ка нал, а также RISC процессоры PowerPC (максималь ное количество 4). Максимальная физическая дуплексная скорость передачи данных для приемопередатчика (24 канала) составляет 120 Гбит/с. Ядро процессора PowerPC имеет низкую потреб ляемую мощность 0.9 мВт/МГц и базируется на гар вардской архитектуре с частотой 300 МГц. Ядро со держит 5 ступенчатый конвейер обработки данных, устройство аппаратного умножения и деления, трид цать два 32 разрядных регистра общего назначения, двунаправленный модульно ассоциативный кэш ко манд и кэш данных (каждый по 16 кбайт), устройство управления памятью. При построении ядра реализо вана шинная архитектура IBM CoreConnect. Для взаимодействия с внешними устройствами, т. е. согласования логических сигналов по уровню, исполь зуются различные напряжения питания логического яд ра и блоков ввода вывода (I/O). Фирма Xilinx исполь зует технологию Select I/O, позволяющую каждый блок ввода вывода запрограммировать в соответст вии с определенным стандартом ввода вывода. Серия Virtex поддерживает 16 интерфейсных стандартов вво да вывода, Virtex E и Virtex EM 20, Virtex II 25, Vir tex II Pro 22. Все серии обеспечивают совместимость со стандартом шины PCI. Имеется возможность про граммирования выходного тока I/O при выборе стан дартов (LVTTL, LVCMOS) в пределах от 2 до 24 мА, в сериях Virtex II и Virtex II Pro введено цифровое управ ление импедансом. Технические характеристики, описание архитекту ры, способы программирования кристаллов можно найти в сети Интернет по адресу: http://www.xilinx.com Системы проектирования Развитие ПЛИС сопровождается увеличением объема логических ресурсов и их усложнением. Де тальный учет особенностей структуры кристалла при разработке проектов становится затруднительным и требует немалых затрат времени. Эта проблема ре шается системами автоматизированного проектиро вания (САПР), включающими ряд программных средств, содержащих графический интерфейс пользо вателя и работающих под управлением программы менеджера, организующей процесс проектирования. Разработка проектов осуществляется с помощью биб лиотек готовых технических решений, учитывающих структурные и технологические особенности изготов ления используемого кристалла. До недавнего времени применялись и в настоящее время находятся в эксплуатации два типа систем про ектирования: Xilinx Foundation Series и Xilinx Alliance Series. Xilinx Foundation Series содержит полный набор инструментальных средств, необходимых для разра ботки проектов в ПЛИС. Xilinx Alliance Series предо ставляет в распоряжение разработчиков систему про граммных средств фирмы Xilinx, объединенную с други ми существующими средствами автоматизированного проектирования. Эти системы поддерживают все се рии кристаллов кроме серий Spartan IIЕ и Virtex II Pro. В настоящее время эти САПР трансформировались в системы ISE (Integrated Synthesis Environment) Founda tion и ISE Alliance, ориентированные на использова ние HDL методологии (HDL Hardware Description Language), позволяющей при наличии современных средств синтеза обеспечить наиболее эффективную разработку сложных проектов. Кроме этих систем предлагаются ISE BaseX и свободно распространяе мая ISE WebPack, поддерживающие ограниченный на бор кристаллов и не содержащие некоторых инстру ментальных модулей. Для упрощения взаимодействия различных САПР используется стандартный формат файлов обмена данными EDIF (Electronic Data Inter change Format), который поддерживается многими Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ традиционной методологией, оперирующей с проек том на вентильном уровне, таких как: • возможность функциональной верификации в нача ле проектирования путем моделирования HDL опи сания (моделирование проекта на таком высоком уровне перед его реализацией на вентильном уров не позволяет проверить архитектуру и проектные ре шения) • наличие логического синтеза и оптимизации, т. е. ав томатического преобразования VHDL описания в представление на вентильном уровне с учетом свойств выбранного кристалла (этим исключается формирование критических элементов проекта на вентильном уровне, сокращаeтся время проектиро вания и количество ошибок, вносимых при полуавто матической трансляции VHDL описания;

операция оптимизации позволяет автоматически преобразо вать синтезированный проект в схему, требующую меньших логических ресурсов и обладающую более высоким быстродействием;

имеется возможность ис пользования информации, полученной из синтезиро ванной и оптимизированной схемы, для корректи ровки VHDL описания с целью более тщательной разработки архитектурных решений) • независимость HDL описания от свойств кристалла может быть использована для проектов, реализуе мых в кристаллах разных фирм производителей, се рий и типов (часто HDL описание является более простым и удобным для восприятия, чем перечень це пей или представление в виде схемы) • возможность строгого контроля типов декларируе мых элементов, обеспечиваемого языком VHDL, явля ющимся подобием языка программирования высоко го уровня (контроль соответствия типов определяет многие виды ошибок прежде, чем проект будет син тезирован). Рассмотрим в качестве примера процесс проекти рования с использованием языка VHDL при работе с инструментальным средством синтеза FPGA Compiler II/FPGA Express (далее FC/FE) фирмы Synopsys [3]. FC/FE выполняет три основные функции: • преобразование кода VHDL во внутренний формат • оптимизацию представления проекта на уровне блоков • отображение логической структуры проекта с уче том заданной технологии FPGA. После преобразования VHDL описания во внут ренний формат базы данных, синтеза и оптимизации проект может быть частично или полностью реструкту рирован. Управление реструктуризацией осуществля ется с помощью задаваемых вариантов выбора (op tions): • полного сохранения проектной иерархии • перемещения модулей вверх или вниз по иерархии • объединения модулей между собой • сжатия полного проекта в один модуль (называемого производителями САПР. Независимо от типа САПР процесс проектирова ния состоит из описания проекта (схематического представления, HDL описания, диаграмм состояний и т. д.);

его синтеза;

функционального моделирования;

реализации в кристалле, включающей трансляцию проекта, преобразование проектных логических эле ментов в физические, размещение и трассировку;

ве рификации (моделирования с учетом реальных задер жек в кристалле) и программирования (конфигуриро вания) кристалла. Соответственно основными инстру ментальными средствами САПР являются: • средства описания проекта (Schematic Editor, HDL Editor, State Diagram Editor) • синтезатор (Xilinx Synthesis Technology XST) или ин терфейсы для взаимодействия с другими средствами синтеза (Synplicity Synplify/Pro, Leonardo Spectrum, Synopsys FPGA Compiler II) • симулятор (ModelSim Xilinx Edition MXE II, MTI Xilinx Edition) • средства реализации проекта в кристалле • программа конфигурирования (iMPACT). Кроме указанных модулей САПР содержит ряд средств, облегчающих и ускоряющих процессы проек тирования, верификации и отладки. К таким средствам относятся, например: • Project Navigator менеджер проектов • CORE Generator System формирователь парамет рических модулей, т. е. модулей, выполняющих опре деленную функцию из имеющегося перечня, с харак теристиками, определяемыми разработчиком • FloorPlanner графический интерактивный модуль, служащий для просмотра и управления размещени ем компонентов в кристалле в соответствии с проект ными ограничениями • Xilinx System Generator for DSP высокоуровневая среда моделирования приложений, относящихся к цифровой обработке сигналов. При моделировании является связующим звеном между системой MAT LAB/Simulink и САПР. Информацию о составе и стоимости ISE Foundation и ISE Alliance можно найти в сети Интернет по адресу: http:// www.xilinx.ru Процесс проектирования с использованием HDL методологии HDL языки поддерживают представление проектов на разных уровнях, когда описание частей проекта вы полняется как на поведенческом или алгоритмическом уровне, так и в виде структуры или перечня цепей. Бла годаря этой возможности архитектура системы может быть описана на высоком уровне абстракции, а затем путем последовательной детализации преобразована в специфическое представление на уровне элементов или логических вентилей. Методология проектирова ния с использованием HDL языков (HDL методология) имеет несколько существенных преимуществ перед Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ № 4, АПРЕЛЬ Рис. 1. Схема процесса проектирования с использованием средств синтеза FPGA Compiler II/FPGA Express и VHDL моделирования "выравниванием" проекта), если эта возможность до пускается. На рис. 1 приведена схема процесса проектирова ния с использованием средств синтеза FC/FE и VHDL моделирования. В соответствии со схемой процесса должно быть подготовлено описание проекта на VHDL языке, а так же входные воздействия в виде VHDL тест векторов (VHDL Test Bench). Корректность описания проекта про веряется с помощью VHDL симулятора. Далее описа ние проекта синтезируется и оптимизируется средства ми FC/FE, в результате чего формируется оптимизиро ванный перечень цепей (netlist) на вентильном уровне, удовлетворяющий заданным временным ограничениям выбранной архитектуры FPGA. Для связи полученного описания на вентильном уровне с VHDL симулятором используется система проектирования FPGA, ориенти рованная на выбранную технологию изготовления кри сталлов и поставляемая, как правило, фирмой произ водителем FPGA. Эта система содержит имитационные модели и интерфейсы, необходимые для проектирова ния. Моделирование версии проекта, реализованного в кристалле, производится при тех же входных воздейст виях, которые были использованы на начальном этапе моделирования, так как описания модулей и портов не были изменены в процессе трансляции и оптимизации. Сравнение результатов моделирования этой версии проекта и VHDL описания позволяет оценить коррект ность процессов синтеза и оптимизации. Средства синтеза FC/FE, упрощающие процесс проектирования и повышающие его качество, включа ют возможность использования встраиваемых моду лей и инкрементного синтеза на блочном уровне. Встраиваемые модули Средства синтеза FC/FE автоматически формиру ют и обеспечивают реализацию общих арифметичес ких функций, а также функций отношения путем ис пользования встраиваемых (built in) модулей. Эти мо дули позволяют оптимизировать быстродействие и за траты логических ресурсов разрабатываемой схемы с учетом размеров операндов и архитектуры кристал ла. Типы модулей, в которых реализованы функции HDL описания исходного текста, перечислены ниже: • умножитель (* оператор) • сумматор, вычитатель и сумматор/вычитатель (+ и операторы) • инкрементатор (суммирование "1"), декрементатор (вычитание "1") и инкрементатор/декрементатор (+ и операторы) • формирователь дополнительного кода (унарный оператор) • компаратор (<, <=, >, >=, =, /=, ==, != операторы от ношения) • мультиплексор (оператор VHDL). Инкрементный синтез на блочном уровне Прогресс в технологии производства FPGA сделал эту элементную базу весьма удобной для больших и сложных проектов с логической емкостью до миллиона и более эквивалентных вентилей. Большие проекты требуют и соответствующих инструментальных средств, способных обеспечить эффективный синтез и реализацию проектов в кристалле. Одной из таких возможностей является технология, названная BLIS (Block Level Incremental Synthesis) [4]. Эта технология позволяет перетранслировать только модифициро ванную часть проекта после внесения в него измене ний и не затрагивает той его части, которая изменени ям не подвергалась. Результатом является не только уменьшение времени компиляции, но и сохранение с учетом всех временных соотношений поведения опре деленных частей проекта, в то время как другие были изменены. Проект делится на "блоки", причем каждый блок представляет собой наименьшую часть проекта, с которой может оперировать BLIS. Средства синтеза FC/FE генерируют и оптимизируют для каждого блока перечень цепей (netlist), который не изменяется, если не изменяется проект, связанный с этим блоком. Пере чень цепей каждого блока затем в отдельности обра батывается инструментальным средством размещения и трассировки, при этом рекомпиляции подвергается только модифицированный перечень цепей. Библиотеки технических решений и применение ПЛИС Проекты цифровых модулей, представляющие со бой готовые технические решения, существенно со кращают время проектирования и выхода на рынок новых изделий. Эти решения, называемые библиоте ками параметрических модулей (LPМ), описаниями (Datasheets), ядрами (Core), IP блоками (Intellectual Property), могут быть адаптированы в соответствии с требованиями нового проекта. Они относятся к про граммным или "мягким" заготовкам, описанным с по мощью HDL языка, например, на уровне регистровых передач. Наиболее важным свойством IP блока явля ется его гарантированное воспроизведение в новом проекте в соответствии со спецификацией, опреде Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ленной разработчиком IP блока и уточненной разра ботчиком проекта. Следует отметить, что описание модели на HDL языке позволяет не только сделать ее перенастраиваемой и независимой от технологии, но и выполнять ее моделирование и синтез с использова нием инструментальных средств различных фирм. IP блоки системы Core Generator разделены по функциональным признакам на группы: • базовых элементов (компараторы, счетчики, шифра торы/дешифраторы, элементы памяти, мультиплек соры, регистры и т. д.) • коммуникаций и сетей (устройства для асинхронного режима передачи, стандартные блоки, модули шиф рования/дешифрирования, устройства коррекции ошибок, средства телекоммуникации) • цифровой обработки сигналов (стандартные блоки, корреляторы, средства тестирования сигнальных процессоров, акселераторы, фильтры, блоки моду ляции, модули умножения и аккумуляции, преобразо ватели БПФ, синтезаторы сигналов) • средств реализации математических функций (акку муляторы, сумматоры и вычитатели, компараторы, модули дополнения и деления, интеграторы, умножи тели, умножители с аккумуляцией, синус/косинусные таблицы соответствия, модули извлечения квадрат ного корня) • элементов памяти (RAM, ROM, FIFO, CAM, элементы задержки) • микропроцессоров, микроконтроллеров и перифе рийных устройств (стандартные блоки, процессор ные ядра, периферийные процессоры, универсаль ные асинхронные приемопередатчики) • стандартных шинных интерфейсов (арбитр, PCI32, PCI64/66, CAN bus) • обработки изображений, видео и аудиоинформа ции (JPEG кодек, конвертеры цветового пространст ва и т. д.). На рис. 2 в качестве примера приведен внешний вид окна системы Core Generator, в которой с использова нием блочной памяти генеририруется функция синхрон ного FIFO объемом 512 48 разрядных слов. Разработ чик в приведенном окне указывает имя компонента;

тип памяти;

параметры порта данных (ширину и глубину);

вариантные (optional) порты: Data Count разрядность счетчика, отображающего количество слов данных, на ходящихся в каждый момент времени в FIFO;

сигналы подтверждения записи (WR_ACK) и чтения (RD_ACK);

сигналы ошибки записи (WR_ERR) и чтения (RD_ERR). Номенклатура ядер постоянно увеличивается и из приведенного перечня функциональных групп видно, что ПЛИС используются во многих областях человече ской деятельности, связанной с информатизацией и приборостроением. Отличительная особенность ПЛИС, заключающаяся в возможности непосредст венной (параллельной) реализации одного и более Рис. 2. Внешний вид окна системы Core Generator, генерирующей функцию синхронного FIFO алгоритмов работы вместо последовательного их вы полнения процессором, позволяет существенно уско рить обработку информации. Например, в цифровой обработке сигналов ПЛИС по сравнению с сигнальными процессорами имеют та кие преимущества, как возможность организации па раллельной обработки данных, масштабирование по лосы пропускания, расширяемость устройства. Так, в пресс релизе "XILINX enables 300 MSPS programmable DSP systems with new Virtex II Pro FPGAS", представ ленном 24 июня 2002 г., фирма, объявляя о расшире нии XtremeDSP инициативы на основе внедрения се рии Virtex II Pro, сообщила, что достигнут уровень бы стродействия DSP систем, равный 1012 MAC в секунду или 300 MSPS (миллионов выборок в секунду) [5]. Xilinx XtremeDSP инициатива [6] предназначена для обеспе чения проектировщиков в области цифровой обра ботки сигналов высокоэффективными инструменталь ными средствами, техническими решениями, библио теками алгоритмов DSP, услугами по обучению и т. д.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Xilinx DataBook 2002. Available at http://www.support.xilinx.com/partinfo/databook.htm 2. Telikepalli A. Virtex II Pro FPGAs: The Platform for Programmable Systems Has Arrived // Xcell, Xilinx Inc. 2002, No 42. 3. FPGA Compiler II/FPGA Express. VHDL Reference Manual/vhdlref.pdf (www.xilinx.com) 4. Alan Ma. Using Block Level Incremental Synthesis in FPGA Compiler II and FPGA // Xcell, Xilinx Inc. 2000, No 37. 5. http://www.xilinx.com/dsp 6. Rufino T.Olay. Xilinx XtremeDSP Initiative Meets the Demand for Extreme Performance and Flexibility // Xcell, Xilinx Inc. 2001, No 40.

Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

СИГНАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ И МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ № 4, АПРЕЛЬ СИГНАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ СЕМЕЙСТВА ADSP BF53x В марте 2003 года фирма Analog Devices анонсировала новые сигнальные процессоры ADSP BF535/3/2/1 (Blackfin), которые должны заменить выпущенные ранее процессоры ADSP 21535/3/2/1. В статье приведены особенности, возможности и основные технические параметры сигнальных процессоров ADSP BF535/3/2/1. В. Охрименко Blackfin ADSP BF535/3/2/1 (ADSP BF53x) семейство 16 раз рядных цифровых сигнальных про цессоров с фиксированной точкой. В таблице приведены основные па раметры этих процессоров [1, 2], спроектированных на основе ба зового процессорного ядра и отли чающихся между собой, главным образом, объемом интегрирован ной на кристалле памяти, функцио нальными возможностями встроен ных периферийных устройств и, со ответственно, стоимостью. Сиг нальный процессор ADSP BF535P имеет расширенный набор пери ферийных устройств, включающий контроллеры PCI и USB шины. Все процессоры ADSP BF53x имеют внешний порт (External Port), под держивающий обмен данными с памятью типа SRAM, ROM, SDRAM и флэш. В ADSP BF535P внешний порт имеет 32 разрядную шину данных. Все сигнальные процессо ры ADSP BF53x содержат (см. рису нок) большой набор системных мо дулей и периферийных устройств, включающий: три универсальных таймера, "сторожевой" таймер, таймер реального времени (RTC), контроллеры последовательных портов (SPI, UART), многоканаль ный контроллер прямого доступа к памяти (DMA). В сигнальных про цессорах ADSP BF53x нет встроен ной флэш памяти. Однако расши рить функциональные возможности этих процессоров можно за счет подключения микросхем внешней флэш памяти, разработанных спе циально для использования с сиг нальными процессорами семейст ва Blackfin. Это микросхемы типа DSM2150, выпускаемые фирмой STMicroelectronics. Сигнальные процессоры ADSP BF53x отлича ются также сниженным напряжени ем питания процессорного ядра, которое составляет 0.7…1.2 В (ADSP BF533/2/1) или 0.9…1.6 В (ADSP BF535P). Несомненным пре имуществом всех процессоров се мейства Blackfin является встроен ная система динамического управ ления энергопотреблением, осно ванная на изменении параметров (напряжения питания и тактовой частоты) процессорного ядра, а также тактовой частоты перифе рийных устройств. Кроме того, пре дусмотрена возможность полного отключения некоторых периферий ных устройств. При тактовой часто те 600 МГц мощность потребления сигнального процессора ADSP BF533 составляет всего 280 мВт [1]. Наличие встроенной системы ди намического управления энергопо треблением позволяет использо вать сигнальные процессоры ADSP BF53x в мобильных портатив ных средствах связи, переносных малогабаритных видеокамерах, Архитектура сигнальных процессоров семейства Blackfin Основные параметры сигнальных процессоров семейства Blackfin Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ СИГНАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ И МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ SRAM или кэш, которые могут ис пользоваться для хранения данных и программ, а также блок сверх оперативной памяти произвольно го доступа. В процессоре ADSP BF535 кроме блока памяти первого уровня имеется блок памяти второ го уровня (L2) объемом 256 кбайт. Во всех процессорах ADSP BF53x реализована система ФАПЧ, с помощью которой осуще ствляется умножение частоты внешнего резонатора и формиро вание тактовой частоты для их ра боты. Всего реализованo 64 коэф фициента умножения частоты. В настоящее время фирма Ana log Devices предлагает сигнальные процессоры ADSP BF533 с такто вой частотой 500 и 600 МГц соот ветственно по цене 16.95 и 19.95 долларa США, а также процессо ры ADSP BF532 и ADSP BF531 с тактовой частотой 400 МГц соот ветственно по цене 9.95 и 5.95 дол ларa США. В третьем квартале 2003 года планируется выпуск сиг нальных процессоров ADSP BF532 и ADSP BF531 с тактовой частотой 300 МГц, выполненных в корпусе 176 LQFP. Ориентировочная стои мость этих процессоров составит соответственно 9.95 и 4.95 долла рa США. Все цены указаны для партии 10 тыс. шт. [1]. ЛИТЕРАТУРА: 1. Analog Devices New Blackfin Family Offers the Fastest and Most Power Efficient Processors for Their Class (http://www.analog.com). 2. Selection Table. Blackfin DSPs (http://www.analog.com).

встраиваемых системах управле ния/контроля и сбора/обработки данных, мультимедийных и других системах. Базовое процессорное ядро сигнальных процессоров ADSP BF53x построено на основе архи тектуры Micro Signal Architecture (MSA), разработанной совместно специалистами фирм Intel и Analog Devices. Использование архитекту ры MSA позволило создать комби нированное процессорное ядро, одинаково хорошо оптимизиро ванное как для высокоскоростной цифровой обработки сигналов, так и для выполнения функций управле ния/контроля. Все процессоры семейства Blackfin имеют стандартную струк туру встроенной памяти. Это блоки памяти первого уровня (L1) типа СИГНАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР И МИКРОКОНТРОЛЛЕР В ОДНОМ КОРПУСЕ * Встроенные системы, как правило, содержат мик роконтроллеры и сигнальные процессоры, причем на микроконтроллер возлагаются функции ведущего, а на сигнальный процессор ведомого устройства. Микроконтроллер управляет исполнительными меха низмами, а сигнальный процессор выполняет обра ботку данных. Объединение этих функций необходи мо, например, в аудио и видеосистемах, в которых кроме обработки информации требуется поддержка человеко машинного интерфейса, а также других функций управления. Особенности таких систем кратко рассмотрены в статье "Unified DSP/MCU Combining the Best of Both Worlds" (авторы Richard Gentile и David Katz специа листы фирмы Analog Devices), опубликованной в жур нале EPN, No 1, 2003. Наиболее просто такие системы могут быть созда ны на основе стандартных микросхем микроконтрол леров и сигнальных процессоров. Подобное решение обеспечивает максимальную гибкость системы, одна ко не является оптимальным по стоимости и габари там. Для уменьшения габаритов микросхемы сигналь ного процессора и микроконтроллера могут быть за менены одним многокристальным модулем. Как в пер вом, так и во втором случае для отладки такой систе мы требуeтся два типа отладочных комплектов, что не всегда приемлемо. Еще один путь решения этой про * Сокращенный перевод с английского В. Романова.

Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

блемы встраивание функций сигнального процессо ра непосредственно в ИМС микроконтроллера. Это позволяет выполнять обработку данных с производи тельностью сигнального процессора. Однако, при вы полнении функций управления такая структура являет ся избыточной. Поэтому в микроконтроллер встраива ют отдельные узлы сигнального процессора, напри мер, умножитель/аккумулятор. Основным недостат ком такой структуры является высокая специализация. И, наконец, четвертая структура представляет собой сигнальный процессор со встроенными функциями микроконтроллера. Такая структура положена в осно ву семейства сигнальных процессоров Blackfin фирмы Analog Devices. Новое семейство имеет унифициро ванную архитектуру, ориентированную как на выпол нение вычислительных операций, так и операций управления. В зависимости от задачи такие процессо ры могут выполнять функции только контроллера или только сигнального процессора. Переход из одного режима в другой является безынерционным и не тре бует операций переключения. Режим высокопроизводительного сигнального про цессора семейства Blackfin поддерживается VLIW ар хитектурой. Для обеспечения высокого быстродейст вия при минимальном объеме памяти программирова ние сигнального процессора осуществляется на языке ассемблера, в то время как программирование кон ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ троллера на языке высокого уровня С/С++. Длина кодового слова команды может составлять 16, 32 или 64 разряда, однако для обеспечения преемственности программного обеспечения широко распространен ных 16 разрядных микроконтроллеров в семействе Blackfin используются 16 разрядные команды. В сигнальных процессорах семейства Blackfin применяются операционные системы реального вре мени, к основным особенностям которых относятся: • ограниченный доступ к памяти для резервирования ee адресного пространства • разделение указателей стеков и кадров для умень шения системной задержки • разделение супервизорного и пользовательского режимов. Традиционные сигнальные процессоры работают в супервизорном режиме, обеспечивающем доступ ко всем ресурсам в любое время, а традиционные мик роконтроллеры в пользовательском режиме с мак симальным использованием всех ресурсов операци онной системы. В объединенном устройстве, в кото ром микроконтроллер и сигнальный процессор рабо тают под управлением единой операционной системы в супервизорном режиме (т. е. в режиме сигнального процессора), ограничиваются возможности пользова тельского (микроконтроллерного) режима. Основным преимуществом микроконтроллеров по сравнению с микропроцессорами и сигнальными про цессорами является наличие широкого набора пери ферийных устройств. В составе микроконтроллеров имеются различные таймеры, дискретные входы и вы ходы, параллельные и последовательные интерфейсы № 4, АПРЕЛЬ и т. п. Устройства с объединенной архитектурой кроме мощной периферии включают высокоскоростные ин терфейсы для обмена данными в реальном масштабе времени, к ним относятся PCI, USB интерфейсы, па раллельный видеоинтерфейс, каналы прямого доступа к памяти, которые обеспечивают ядро сигнального процессора данными при их обработке. Проблема оптимизации энергопотребления имеет достаточно простое решение, если микроконтроллер и сигнальный процессор выполнены в виде отдельных ИМС. В случае объединенной архитектуры оптималь ное решение этой проблемы затруднено, т. к. ядро сигнального процессора обеспечивает максимальное быстродействие при достаточно высоком потребле нии. Для уменьшения рассеиваемой мощности в со став устройства с объединенной архитектурой вклю чают контроллер динамического управления энерго потреблением (Dynamic Power Management Con troller). Этот контроллер уменьшает тактовую частоту и напряжение питания в режиме управления;

перево дит в "спящий" режим многочисленные периферийные устройства и часть внутренней памяти в режиме об работки данных. Таким образом, устройства с объединенной архи тектурой обладают существенными преимуществами по сравнению с системами на основе автономных ми кроконтроллера и сигнального процессора и в неда леком будущем, как полагают специалисты, найдут широкое применение в тех областях, в которых до по следнего времени использовались системы с традици онной архитектурой.

СЕТЬ LIN В статье рассмотрены принципы организации бортовой автомобильной сети LIN, предназначенной для обмена данными между низкоскоростными устройствами управления, применяемыми в автотранспортных средствах. Сеть LIN позволяет объединить вспомогательные системы и узлы управления/контроля автомобиля (дверные замки, стеклоочистители, систему регулирования положения кресла и т. п.) в единую многофункциональную бортовую информационную сеть. Хотя изначально протокол LIN создавался для организации автомобильных бортовых сетей, в настоящее время LIN протокол применяется и в устройствах промышленного назначения, поскольку его использование позволяет снизить стоимость и повысить надежность оборудования.

сложных электронных систем (уст ройств цифрового управления под веской, антиблокировочных и на вигационных систем и т. п.) не толь ко в автомобилях класса "люкс", но и в стандартных моделях, предназ наченных для массового потреби теля. В среднем, в каждом автомо биле имеется порядка 15 20 мик роконтроллеров и их количество непрерывно увеличивается [2]. Причем, кроме сравнительно про стых 8 разрядных, все чаще и чаще находят применение высокопроиз водительные 16 и 32 разрядные микроконтроллеры. По прогнозам некоторых экспертов в течение ближайших лет ежегодный рост продаж микросхем для автомо бильных мультимедийных систем, В. Охрименко В последние годы прошлого столетия наиболее быстро разви вающимся сегментом мирового рынка полупроводниковой элек троники стал сектор интегральных микросхем для автомобильной эле ктроники [1 5]. Такая ситуация бы ла обусловлена применением Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ средств безопасности и охраны, для систем уп равления автомобилем и двигателем составит в среднем от 5 до 12 про центов. Современный ав томобиль буквально "распирает" от содержа щихся в нем электронных систем самого разного назначения (рис. 1). При этом, пожалуй, единст венным реальным сдер живающим фактором на пути применения совре менных электронных сис тем является отсутствие полной уверенности у Рис. 1. Функциональная схема размещения электронных систем автомобиля производителей автомо ность, обеспечиваемые стандар протоколы и высокая скорость пе билей в востребованности новей тами TTP/C, Byteflight, TT CAN, редачи данных, поэтому в таких ших электронных систем и уст позволяют использовать их для уп случаях сети обмена данными ба ройств, что, безусловно, приходит равления ходовой частью (короб зируются на стандартах: J1850, ся учитывать при запуске в произ водство автомобилей новых марок. кой передач, системой сцепления и TTP/A и LIN (Local Interconnect Net тормозной системой), к работе ко work). Использование концепции интел торой предъявляются повышенные В настоящее время, пожалуй, лектуальных встраиваемых уст самой популярной сетевой техно ройств, позволяющих реализовать требования по надежности управ ления и эксплуатации. Для обмена логией, применяемой в автотранс обмен данными между разными ав портных средствах, является CAN томобильными системами через данными между большинством сис тем и устройств в автотранспорт технология, использование кото информационную сеть с использо ных средствах успешно применяет рой позволяет сократить сроки ванием стандартных сетевых про разработки и внедрения автомо токолов, дает возможность не ся CAN технология. В случае сбо ра информации, поступающей от бильной электроники. CAN шина только без особых проблем под интеллектуальных датчиков, и уп обеспечивает высокую помехо ключать новые устройства и прибо устойчивость и пропускную спо ры к информационной бортовой равления несложными исполни собность (до 1 Мбит/с). Ведущими сети автомобиля, но и избавляться тельными механизмами не требу от тех, использование которых ются высоконадежные логические мировыми производителями элек неоправдано с точки зрения поль зователя. Всю возможную сферу приме нения существующих стандартов сетевых протоколов с мультиплек сируемой передачей данных мож но условно разделить на четыре отдельные области, как показано на рис. 2 [1]. Не существует стан дарта, в полной мере удовлетворя ющего требованиям, предъявляе мым к разным системам. Для муль тимедийных приложений использу ются стандарты, поддерживающие высокую скорость обмена инфор мацией по проводным и беспро водным линиям связи. Это MOST, D2B, Bluetooth. Высокие помехоус тойчивость и пропускная способ Рис. 2. Стандарты сетевых протоколов передачи данных Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ тронных компонентов выпускается широкий набор микросхем для ре ализации CAN технологии. В тече ние последних 20 лет с момента на чала использования этой техноло гии была подтверждена надеж ность систем, в которых передача данных осуществляется по CAN шине. В настоящее время CAN тех нология широко используется в авиации, железнодорожном и ав томобильном транспорте, средст вах промышленной автоматики и других отраслях промышленности. В последнее время гиганты ав томобилестроительной индустрии и компании производители интег ральных микросхем для автомо бильной электроники объединяют усилия по созданию новых промы шленных стандартов для систем уп равления автотранспортными средствами и сетей обмена данны ми между этими устройствами. В конце 2000 года компании BMW, DaimlerChrysler, Motorola, Philips Semiconductor объявили о совместном решении создать кон сорциум FlexRay. Цель этого проек та разработка стандарта для коммуникационных систем, спо собных передавать данные со ско ростью порядка 10 Мбит/с, что мо жет потребоваться для обмена ин формацией с быстродействующей аппаратурой управления система ми автомобиля. В технологии FlexRay будет реализована такто вая синхронизация с использова нием системы глобального време ни. Другое преимущество этой тех нологии исключительно быстрое обнаружение ошибок и немедлен ное оповещение о них. В современных автотранспорт ных средствах с помощью элек тронных систем выполняется мно жество функций. Все используемые в автомобиле электронные систе мы можно условно разделить на два класса. К первому относятся системы, обеспечивающие надеж ную работу основных узлов авто транспортных средств (к примеру, осуществляющих управление ра ботой ходовой части и двигателем автомобиля), а также гарантирую щие безопасность водителя и пас сажиров (например, воздушные подушки безопасности). Ко второ му классу относятся разные элек тронные системы управления/кон троля, обеспечивающие комфорт ные условия для водителя при уп равлении автомобилем (устройст ва управления стеклоочистителя ми, стеклоподъемниками, устройст ва поддержания микроклимата в салоне автомобиля, устройство уп равления положением кресла во дителя и т. п.), а также системы, предназначенные для развлечения пассажиров. Для надежной работы систем первого класса требуется скоростной высоконадежный ка нал связи. Для обмена данными с системами второго класса доста точно простого и недорогого кана ла связи. Однако протокол пере дачи данных и в первом, и во вто ром случае должен быть стандарт ным, что дает возможность исполь зовать системы и устройства раз ных производителей и создавать унифицированные узлы для систем управления автомобилем. В каче стве протокола обмена данными между системами управления ос новными узлами автомобиля ус пешно используется скоростной высоконадежный CAN протокол, который специально разрабаты вался для применения в автотранс портных средствах. Однако, при менение CAN протокола для об мена данными с низкоскоростными устройствами управления/контро ля обходится неоправданно доро го. Если область применения CAN шины участки сети, на которых требуется обеспечить сверхнадеж ную высокоскоростную передачу данных, то шина LIN объединяет уз лы сети, работающие с низкими скоростями передачи информации и расположенные на сравнительно коротких расстояниях друг от дру га. При этом сеть LIN обеспечивает универсальность, многофункцио нальность, простоту разработки и отладки оборудования узлов сети. Максимальная скорость передачи № 4, АПРЕЛЬ данных по LIN сети составляет 20 кбит/с. Максимальная протя женность сети может достигать 40 метров. Простой протокол с по следовательной передачей данных, принятый в LIN стандарте, обеспе чивает эффективное управление электронными узлами, используе мыми в бортовой автомобильной системе управления/контроля. В конце 1998 года по инициати ве пяти автомобильных корпора ций: Audi, BMW, DaimlerChrysler, Volvo, Volkswagen, компании Mo torola, выпускающей электронные компоненты для автомобильной электроники, и фирмы VCT (Volcano Communication Technologies) производителя инструментальных средств разработки была созда на рабочая группа для разработки концепции сети LIN. Позже на базе этой рабочей группы был образо ван LIN консорциум. В настоящее время Европейским Автомобиль ным Консорциумом LIN протокол утвержден в качестве дополнения к надежному скоростному CAN про токолу. Рабочая группа была создана с целью разработки спецификаций открытого сетевого стандарта для обмена цифровыми данными меж ду узлами и устройствами в авто транспортных средствах. В качест ве оборудования узлов сети LIN обычно используются разнообраз ные исполнительные устройства и интеллектуальные датчики, вклю ченные в распределенную встро енную систему управления авто транспортными средствами. При этом высокая пропускная способ ность и универсальность протоко лов передачи данных не требуются. В стандарте LIN сети регламен тируется не только протокол пере дачи данных, но также предполага ется использование высокоавтома тизированных инструментальных средств разработки. Это обуслов лено увеличивающейся сложно стью проектирования программно го обеспечения для распределен ных систем управления. По этой же причине в спецификации сети LIN Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ характеристики LIN и CAN сети, в таблице 2 параметры микроконт роллеров, необходимые для реали зации узлов передачи данных по LIN и CAN сети. Сложность архитектуры любой информационной сети определяет ся многими характеристиками: за тратами на ее создание, пропуск ной способностью, помехоустойчи востью, надежностью, количеством сигналов, используемых в протоко ле передачи данных, и многими другими. В качестве примера на рис. 3 приведен фрагмент борто вой автомобильной сетевой архи тектуры, содержащей центральный и локальные контроллеры ECU кроме описания физической среды зить стоимость оборудования, ис (Electronic Control Unit), обмен ин и протокола передачи данных рег пользуемого в узлах сети. формацией между которыми осу ламентируются требования к неза Другим немаловажным преиму ществляется по CAN шине. Каждый висимому от типа сетевого прото ществом сети LIN является то, что из локальных контроллеров осуще кола интерфейсу с инструменталь передача данных осуществляется ствляет контроль состояния датчи ными средствами разработки. по однопроводной линии связи (в ков и управление исполнительными Протокол передачи данных LIN качестве второго провода исполь механизмами, встроенными в крес сети основан на стандартном про зуется общий провод питания). Для ло водителя и пассажира. Причем, токоле последовательной переда описания топологии и параметров соединение каждого датчика и ме чи данных, принятом в интерфейсе объектов сети используется специ ханизма с контроллером осуще SCI (UART), который поддерживает альный язык конфигурации, что да ствляется посредством отдельных ся многими существующими стан ет возможность применять инстру проводов. Приведенная на рис. 3 дартными устройствами. В LIN сети ментальные средства разработки структура сети будет оптимальной предполагается наличие только од разных производителей. только в случае интенсивного об ного ведущего (master) устройства, Одна из основных задач, кото мена данными между центральным ведомых (slave) может быть не рую необходимо было решить при и локальными контроллерами. Не сколько. Причем, все узлы сети мо разработке стандарта LIN сети, достаток подобной структуры гут принимать сообщения, которые снижение стоимости коммуникаци большое количество проводов, передаются ведущим устройством. онного оборудования, применяе связывающих датчики и механизмы Специфическая особенность LIN мого в узлах сети, и затрат на со с локальными контроллерами. Кро сети заключается в том, что син здание программного обеспечения ме того, любые изменения конфигу хронизация принимаемых ведомым для взаимодействия устройств. рации сети могут потребовать из устройством данных осуществляет Уменьшить стоимость аппаратного менения аппаратного и программ ся без использования высокоста и программного обеспечения уда ного обеспечения контроллеров. бильного по частоте тактового сиг лось за счет сокращения возмож Весьма проблематична в таком нала, что позволяет отказаться от ностей сети по сравнению с теми, случае и возможность использова применения кварцевых и керамиче которые имеются в сети CAN. ния устройств разных производите ских резонаторов и тем самым сни В табл.1 приведены сравнительные лей. Таблица 2. Параметры микроконтроллеров для реализации узлов LIN и CAN сети Таблица 1. Сравнительные параметры LIN и CAN сети Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ № 4, АПРЕЛЬ Рис. 3. Фрагмент структуры автомобильной CAN сети На рис. 4 приведен фрагмент комбинированной архитектуры ав томобильной бортовой информа ционной сети. Ключевой особенно стью этой архитектуры является подсистема управления на базе сети LIN, использование которой позволяет существенно уменьшить количество проводов и упростить подключение узлов и устройств к сети. В протоколе LIN предусматри вается двунаправленная передача данных, а для объединения узлов в сеть требуется лишь трeхпровод ная линия передачи данных. Боль шим преимуществом является то, что для реализации этого протоко ла можно использовать стандарт ные недорогие микроконтроллеры, имеющие встроенный UART порт. Кроме того, для формирования тактовой частоты микроконтролле ра можно использовать RC генера тор, что позволяет отказаться от дорогостоящих кварцевых резона торов. Контроллеры, содержащие ся во всех узлах сети, автоматичес ки выполняют самосинхронизацию в начале каждого цикла передачи данных. На рис. 5 приведена архи тектура сети LIN. Для передачи данных используется один сигналь ный провод, который в каждом узле сети подсоединяется через резис тор к шине питания. Передача сиг налов по шине LIN выполняется с помощью специальных микросхем приемопередатчиков. В качестве Рис. 4. Фрагмент структуры CAN сети с подсистемой на базе сети LIN работоспособность при увеличе нии напряжения на линии передачи до 40 В. Для "master" узла сопро тивление резистора составляет 1 кОм, для "slave" узла от 20 до 47 кОм (обычно 30 кОм). На рис. 6 приведены структурная схема при емопередатчика и напряжения ло гических уровней на линии LIN ши ны. На шине допускаются два логи ческих уровня: логической "1" или рецессивный (recessive) и логичес кого "0" или доминантный (domi nant). Если по LIN шине нет переда чи данных, уровень напряжения соответствует рецессивному уров ню. В таблице 3 приведены регла ментируемые в спецификации фи Рис. 5. Архитектура сети LIN зического уровня основные харак выходного каскада приемопере теристики LIN шины. датчика используется транзистор с Управление передачей данных открытым коллектором. Активным по шине LIN осуществляется только состоянием является низкий уро ведущим узлом. Контроллер веду вень. В пассивном состоянии на щего узла посылает запрос на пе пряжение на линии составляет VБАТ. редачу информации ведомым уст Диапазон изменения напряжения ройствам и затем выполняет прием VБАТ находится в пределах от 9 до передаваемых данных. Ведомые ус 18 В. Однако, приемопередатчики тройства передают или принимают всех узлов сети должны сохранять данные лишь по запросу ведущего. Таблица 3. Основные характеристики LIN шины Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ тотой ведущего устройства). При этом контроллером "slave" узла длительность битового интервала определяется из среднеарифмети ческого значения измеренной так товой частоты сигнала, передавае мого в кадре синхронизации. Кадр идентификатора содер жит информацию о дальнейших действиях, выполняемых устройст вами на шине. Кадр идентифика тора разделен на два поля: шесть разрядов кодируют информацию об идентификаторе и длине ответ ного сообщения в байтах, два разряда используются для контро ля четности. С помощью шести разрядного поля можно кодиро вать 32 идентификатора при двух байтовом ответном сообщении или 16 идентификаторов при четы рех или восьмибайтовом. Всего в кадре идентификатора может кодироваться 64 различных сооб щения. Ответное сообщение кроме ка дров данных содержит кадр кон трольной суммы (checsum). В спецификациях стандарта се ти LIN не устанавливаются ограни чения на передаваемую информа цию. Однако для команды "sleep" зарезервирован определенный код идентификатора. Ведущее устрой ство может послать всем ведомым устройствам сообщение, в котором содержится команда перехода в режим работы со сниженным энер гопотреблением ("спящий" режим). Все ведомые устройства после то го, как приняли это сообщение, ос вобождают шину и переходят в "спящий" режим работы. Каждый передаваемый кадр (кроме стартового) содержит во семь бит данных (см. рис. 7), начи нается стартовым битом (доми нантного уровня) и заканчивается стоповым (рецессивного уровня) и, кроме того, может содержать один бит контроля четности. Формат ка дра данных ничем не отличается от формата передаваемых сообще ний, принятых в последовательных протоколах передачи данных типа SCI или UART.

Рис. 6. Функциональная схема приемопередатчика и уровни напряжений на линии LIN шины В LIN протоколе предусмотрена линии шины LIN соответствует возможность передачи данных от доминантный уровень. Только кон ведущего устройства к одному или троллер ведущего устройства мо нескольким ведомым, а также от жет передавать стартовый кадр, ведомого устройства к ведущему который может содержать и боль или другим ведомым. Кроме того, шее число логических нулей. Стан имеется возможность обмена ин дартные микроконтроллеры со формацией непосредственно меж встроенным UART портом могут ду ведомыми устройствами без формировать кадр данных, крат вмешательства ведущего. Предус ный длительности передачи десяти мотрен и режим передачи данных, разрядов. В случае использования в котором контроллер ведущего стандартных микроконтроллеров узла может передавать данные стартовый кадр может состоять из всем без исключения ведомым уст двадцати последовательных нулей, ройствам сети LIN. что увеличивает суммарную длину В структуре сообщений (рис. 7) сообщений (от 6 до 11 процентов в можно выделить: сообщение заго зависимости от количества пере ловок (message header) и ответное даваемых байтов данных). сообщение (message response). Поскольку в LIN стандарте вме Каждое из сообщений состоит из сто дорогих кварцевых или керами отдельных кадров. Заголовок начи ческих резонаторов предполагает нается стартовым кадром (synch ся использование RC цепи совме break), который служит сигналом стно с тактовым генератором, то для всех ведомых устройств о нача каждое сообщение содержит кадр ле цикла обмена информацией. синхронизации. Во время передачи Вслед за стартовым кадром следу кадра синхронизации контроллер ет кадр синхронизации (synch field) каждого ведомого устройства дол и после него передается кадр иден жен подстроить частоту своего так тификатора (identifier). тового сигнала. В кадре синхрони Стартовый кадр представляет зации передается последователь собой последовательность из три ность логических единиц и нулей надцати логических "0", которым на (по сути, импульсы с тактовой час Рис. 7. Структура и формат сообщений, принятых в LIN протоколе Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ В отличие от протокола переда чи данных по CAN шине, в LIN про токоле ведомые устройства не мо гут самостоятельно инициировать передачу сообщений об ошибках, обнаруженных на шине. Если же контроллер ведомого устройства обнаружил ошибку, информация о ней сохраняется в памяти контрол лера и может предоставляться по запросу ведущего устройства. Ошибки контрольной суммы (гло бальные ошибки) могут обнаружи ваться всеми ведомыми устройст вами в процессе анализа переда ваемых сообщений. Кроме того, предусмотрена возможность обна ружения неправильно передавае мых битов, что выполняется поби товым сравнением данных, уста навливаемых на шине, с передава емыми данными. Для выявления ошибок при передаче сообщения идентификатора используются два бита контроля четности, для выяв ления ошибок в кадрах данных пе редается контрольная сумма. Протокол последовательной передачи данных, принятый в LIN стандарте, эффективно поддержи вает управление электронными уз лами автотранспортных средств и обеспечивает двунаправленную полудуплексную передачу данных, что подразумевает наличие в сети LIN только одного ведущего уст ройства и нескольких ведомых. С помощью многих стандартных микроконтроллеров, выпускаемых разными производителями (Mi crochip, Motorola, Philips, Infineon и другими), можно реализовать LIN протокол на логическом уровне. Кроме того, выпускаются и специа лизированные микроконтроллеры, имеющие встроенные приемопе редатчики, что дает возможность уменьшить габаритные размеры и стоимость оборудования узлов LIN сети. Специально спроектиро ванные для применения в авто транспортных средствах, эти мик роконтроллеры могут служить для объединения различных автомо бильных систем и устройств в еди ную многофункциональную надеж ную бортовую систему управления автомобилем. Хотя изначально протокол LIN создавался для организации недо рогих, небольших по протяженнос ти автомобильных бортовых сетей с относительно низкой пропускной способностью, в настоящее время № 4, АПРЕЛЬ LIN протокол применяется и в уст ройствах промышленного назначе ния, поскольку его использование дает возможность обеспечить меньшую стоимость оборудования и большую надежность его эксплу атации. Более полную информацию о характеристиках сети LIN и приме рах ее реализации можно найти в сети Интернет по адресу: http://www.in subbus.org ЛИТЕРАТУРА: 1. LIN Protocol, Development Tools and Software Interfaces for Lo cal Interconnect Network in Vehicles. 9th International Conference on Electronic System for Vehicles. Baden Baden, Oct. 5/6, 2000. 2. Automotive and Industrial Benchmarks Target Microcontrollers. EPN/32, Issue No 10, October 2002. 3. http://www.in subbus.org 4. http://www.motorola.com 5. Local Interconnect Network (LIN) Demonstration. Motorola Semiconductor Application Note AN2103. Motorola, 2000.

МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ И ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКИ ДЛЯ СЕТИ LIN В статье рассмотрены особенности восьмиразрядных микроконтроллеров и автономных приемопередатчиков, предназначенных для применения в построенных на базе сети LIN системах управления/контроля и сбора/обработки данных. В. Охрименко В настоящее время ведущие производители электронных компо нентов, среди которых Philips Semi conductor, Microchip, Motorola и другие, выпускают микроконтрол леры и приемопередатчики, отве чающие требованиям LIN стандар та [1 5]. Ниже рассмотрены основные параметры и особенности недоро гих 8 разрядных микроконтролле ров (HC908EY16, HC908QT, HC908QY) и приемопередатчиков MC33399, выпускаемых компанией Motorola. В семействе микроконтролле ров HC908EY имеется три модели микросхем: HC908EY4, HC908EY8 и HC908EY16, которые отличаются между собой только объемом встроенной флэш и RAM памяти. Кроме того, выпускаются модифи кации этих микроконтроллеров, в которых вместо флэш памяти инте грирована ROM память. В табли це 1 приведены основные парамет ры микроконтроллеров HC908EY. Архитектура HC908EY включа ет: центральное процессорное уст ройство (CPU);

флэш и RAM па мять;

системные модули, с помо щью которых выполняется управле ние режимами работы микропро цессора;

периферийные устройст ва, поддерживающие обмен дан ными с внешними устройствами. CPU реализовано на базе ар хитектуры CISC (Complex Instruction Set Computer). Максимальная так товая частота процессорного ядра Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ Таблица 1. Основные параметры микроконтроллеров серии HC908EY и частота (fbus) обмена данными по встроенной системной шине 8 МГц. Модуль CPU является базовым для всех модификаций микроконтрол леров семейства HC08 и поддер живает более пятнадцати спосо бов адресации. Длина инструкций может составлять один, два, три или четыре байта. Классическая аккумуляторно регистровая про граммная модель процессорного ядра содержит пять регистров: 8 разрядные регистр аккумулятор и регистр признаков;

16 разряд ный программный счетчик;

16 раз рядный регистр указателя стека;

16 разрядный индексный регистр, используемый для формирования адресов, хранения промежуточных результатов вычислений или опе ранда при выполнении операций умножения. В системе команд име ются команды целочисленного без знакового умножения и деления. При тактовой частоте 8 МГц дли тельность цикла составляет 125 нс. Длительность выполнения боль шинства инструкций составляет от двух до пяти циклов. Самые про стые операции выполняются в тече ние одного цикла. К примеру, вы полнение инструкций пересылки содержимого ячеек памяти (MOV) осуществляется в течение четырех пяти циклов, инструкции типа LDA и STA, в зависимости от способа ад ресации выполняются в течение двух пяти циклов. HC908EY, как и все микроконтроллеры семейства НС08, имеют единое адресное пространство памяти (программ, данных) и регистров управле ния/контроля периферийными уст ройствами. Средняя длительность выполнения большинства инструк ций составляет порядка трех цик лов. К системным модулям относят ся: ICGM (модуль формирования тактовой частоты), SIM (модуль сис темной интеграции), IRQ (модуль обработки внешнего сигнала пре рывания), BREAK (модуль прерыва ний по контрольным точкам), LVI (монитор источника питания), СОР ("сторожевой" таймер) и другие. Периферийные устройства включают: двухканальный TIM (мо дуль процессора событий), TBM (модуль базового таймера), SPI (мо дуль последовательного синхрон ного интерфейса), ESCI (усовер шенствованный модуль последова тельного асинхронного интерфей са), ADC (модуль аналого цифро вого преобразования) и другие. Все перечисленные модули по вы полняемым функциям во многом аналогичны модулям, содержа щимся в других микроконтролле рах семейства HC08. Микроконтроллеры HC908EY разрабатывались специально для применения в LIN приложениях. Ра бота этих микроконтроллеров в си стемах на основе сети LIN обеспе чивается благодаря наличию спе циализированного модуля форми рования тактовой частоты и усо вершенствованного модуля после довательного асинхронного интер фейса. Главное преимущество сети LIN это возможность создания не дорогих устройств, осуществляю щих сбор и передачу данных, а так же управление исполнительными механизмами по командам, посту пающим от центрального контрол лера ECU (Electronic Control Unit). Снижение стоимости микроконт роллеров, предназначенных для работы в slave узлах сети LIN, до стигается благодаря использова нию для формирования сигнала тактовой частоты встроенных RC генераторов, что позволяет отка заться от применения внешних до рогих кварцевых и керамических резонаторов. Поскольку для при ема данных при отсутствии такто вого синхросигнала необходимо обеспечить совпадение с достаточ ной точностью тактовой частоты master и slave микроконтроллера, в протоколе сети LIN предусматри вается передача master микрокон троллером кадра синхронизации, который используется для под стройки тактовой частоты микро контроллера, принимающего со общение. Модуль формирования такто вой частоты содержит два незави симых генератора: RC генератор и генератор, работающий с внеш ним кварцевым генератором. Кро ме того, допускается подключение автономного внешнего генерато ра. Для формирования сигнала тактовой частоты системной шины можно использовать любой из двух генераторов. Номинальная часто та RC генератора составляет 307.2±76.8 кГц. Умножением час тоты RC генератора формируется частота тактирования системной шины. Выбор коэффициента умно жения осуществляется на про граммном уровне. Частота такти рования системной шины может находиться в диапазоне от 76.8±19.05 кГц до 9.75±2.44 МГц. Шаг перестройки составляет 76.8 кГц. В микроконтроллерах HC908EY частота системной шины не может превышать 8 МГц. Часто ту RC генератора можно изменять на программном уровне. Исполь зуемый в RC генераторе конденса тор состоит по сути из 640 отдель ных конденсаторов, из которых 384 подключены постоянно. Подключая или отключая остальные 256 кон денсаторов, можно изменять час тоту RC генератора. Управление подключением конденсаторов осу ществляется с помощью 8 разряд ного регистра Trim Register (ICGTR). Первоначально в этот регистр за писано значение 80Н, что соответ Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ ствует 512 подключенным конден саторам. Точность установки час тоты RC генератора при измене нии таким способом емкости кон денсатора соответствует ±2 % (ти повое значение в диапазоне тем ператур от 40 до 85 °С). Макси мальная погрешность установки частоты RC генератора ±5 % в ди апазоне температур от 40 до 125 °С [1]. В микроконтроллерах HC908EY реализованы следующие режимы работы: активный (Run mode), ожи дания (Wait mode) и останова (Stop mode). Типовое значение тока по требления в активном режиме при температуре 25 °С составляет 18 мА. В режиме ожидания макси мальный ток потребления состав ляет 7 мА [1]. Контроллер усовершенство ванного последовательного асин хронного интерфейса позволяет выделить предусмотренный прото колом сети LIN стартовый кадр, представляющий последователь ность из тринадцати логических "0", которым на линии LIN шины соот ветствует доминантный уровень. Также реализована возможность выделения стартового кадра, со держащего десять логических ну лей. С помощью контроллера пор та ESCI выполняется измерение тактовой частоты master микро контроллера. Тактовая частота пе редается в кадре синхронизации. Кроме того, ESCI порт поддержи вает стандартные режимы работы с максимальной скоростью обмена данными 115 000 бит/с. В одной последовательной посылке данных может содержаться восемь или де вять разрядов. Заслуживают также внимания выпускаемые компанией Motorola 8 разрядные микроконтроллеры серии Nitron (HC908QT1/2/4 и HC908QY1/2/4), основные пара метры которых приведены в табли це 2. Эти микроконтроллеры выпус каются в корпусах, имеющих всего 8 или 16 выводов. На программном уровне HC908QT/QY совместимы с другими микроконтроллерами се мейства HC08. При работе от встроенного тактового RC генера тора максимальная тактовая час тота встроенной системной шины составляет 3.2 МГц, при этом дли тельность цикла 312 нс. Учитывая, что среднее время выполнения большинства инструкций составля ет примерно три цикла, можно ус ловно считать, что производитель ность этих микроконтроллеров при тактовой частоте системной шины 3.2 МГц составляет порядка 1 MIPS (миллионa инструкций в секунду). В случае работы от внешнего квар цевого резонатора максимальная тактовая частота встроенной сис темной шины 8.2 МГц (при напря жении питания 5 В). Как и в микро контроллерах семейства HC908EY, в микроконтроллерах HC908QT/QY погрешность начальной установки частоты встроенного тактового RC генератора составляет ±25 %. С использованием описанного вы ше способа (коммутацией конден саторов) во всем диапазоне изме нения напряжения питания и темпе ратуры эту погрешность можно уменьшить до 5 % [2]. В микроконт роллерах HC908QT/QY отсутствует аппаратный контроллер последо вательного ESCI порта. Поэтому протокол передачи данных, приня № 4, АПРЕЛЬ тый в сети LIN, необходимо реали зовывать на программном уровне. HC908QT/QY можно использо вать в качестве микроконтролле ров для slave узлов сети LIN. При этом обеспечиваемая этими микро контроллерами максимальная ско рость передачи данных по сети LIN составляет 20 кбит/с. Кроме широкого набора мик роконтроллеров, реализующих ло гический протокол передачи дан ных по сети LIN, компания Motorola выпускает также интерфейсные приемопередатчики, соответству ющие спецификации физического уровня LIN стандарта. Один из та ких приемопередатчиков микро схема МС33399. Схема подключе ния приемопередатчика МС33399 к микроконтроллерам HC908EY и HC908QT/QY приведена соответ ственно на рис. 1, 2 [2, 3]. Диапа зон напряжений питания МС33399 от 7 до 27 В. Допускается кратко временное увеличение напряжения питания до 40 В. В случае уменьше ния напряжения питания ниже 7 В выполняется автоматическая бло кировка операций передачи дан ных на выход микросхемы (вывод Tx), что предотвращает появление ложных сообщений в сети LIN. На пряжение на выводе (Tx), подключа емом к линии LIN шины, не должно выходить за пределы диапазона 18…40 В, при этом допускается кратковременное превышение напряжения на этом выводе в диа пазоне значений от 150 до 100 В. Микросхема МС33399 имеет три вывода управления: EN, INH, Wake (см. рис. 1). Сигнал на выводе INH управляет работой внешнего ста билизатора напряжения питания Таблица 2. Основные параметры микроконтроллеров серии Nitron Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СЕТИ тания и выходом приемопередатчи ка, предназначенного для работы в slave узле сети LIN. В заключение нельзя не упомя нуть, что недавно в г. Тольятти был продемонстрирован первый рос сийский автомобиль с системой уп равления электрооборудованием, построенной на базе протокола сети LIN. Реализация этой системы в автомобиле ВАЗ 2110 позволила примерно на 30 40 % сократить общее количество проводов и си ловых разъемов и полностью отка заться от применения механичес ких реле в электронной системе уп равления. Кроме того, при любой неисправности двигателя или элек трооборудования на жидкокрис таллический дисплей будет выво Рис. 1. Схема подключения микроконтроллера НС908EV диться не обезличенная надпись, а и приемопередатчика МС33399 информация о том, в ка ком узле произошел от микроконтроллера. По сиг каз. налу на выводе Wake осу Кроме применения в ществляется переход при подсистемах управления емопередатчика в рабочий автотранспортными сред (активный) режим. Если на ствами LIN протокол мож вывод EN подается сигнал, но использовать для орга соответствующий логичес низации сетей сбора/об кому "0", выполняется пе работки информации и реключение приемопере управления/контроля в датчика в "спящий" режим несложных устройствах работы. Назначение выво промышленной автомати дов микросхемы MC33399 ки, в которых не требуется показано на рис. 1, 2. Ток большая производитель потребления в "спящем" Рис. 2. Схема подключения HC908QT/QY и МС33399 ность и пропускная спо режиме составляет поряд собность. ка 20 мкА. Выход из "спяще емопередатчик МСР201 содержит Полную информацию о продук го" режима осуществляется: по ко встроенный стабилизатор напря манде микроконтроллера, форми жения. По расположению выводов ции компании Motorola, предназ рующего соответствующий сигнал микросхема МСР201 совместима наченной для применения в систе мах на основе LIN стандарта, мож на выводе EN;

при приеме сообще со стандартными приемопередат ния, передаваемого по LIN шине;

чиками, выпускаемыми другими но найти в сети Интернет по адре при появлении сигнала высокого производителями. Микросхема су: http://www.motorola.com ЛИТЕРАТУРА: уровня на выводе Wake. Микро МСР201 поддерживает скорость 1. MC68HC908EY16 Advance схема МС33399 выпускается в кор передачи данных до 20 кбит/с и Information, Rev. 4.0. Motorola, пусе типа 8 S0IC и предназначена предназначена для работы в диа для работы в диапазоне темпера пазоне температур от 40 до 2/2003. 2. Introducing Nitron a new тур от 40 до 125 °С. 125 °С. Кроме компании Motorola мик Совсем недавно фирма Philips family of low cost 8 bit MCUs//Em bedded Control Europe, November роконтроллеры и приемопередат Semiconductor анонсировала при 2002. чики для применения в системах пе емопередатчик TJA1020, удовле 3. MC33399 Automotive "Local редачи данных на базе сети LIN вы творяющий требованиям физичес Interconnect Network" Physical Inter пускают и другие известные фирмы. кого уровня LIN стандарта. Микро К примеру, фирма Microchip пред схема имеет сниженный уровень face. Advance Information. Technical лагает 8 разрядные микроконтрол электромагнитного излучения и Data. Motorola, 2001. 4. http://www.microchip.com леры PIC16C432 и PIC16C433. встроенный резистор, обычно под 5. http://www.philips.com Разработанный этой фирмой при ключаемый между источником пи Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ № 4, АПРЕЛЬ МОДУЛЬНЫЕ AC/DC ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ С ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТЬЮ ДО 2500 Вт Фирма Astec Power, специализирующаяся на разработке и производстве блоков питания, AC/DC и DC/DC преобразователей с широкими диапазонами выходной мощности, входных и выходных напряжений, выпускает модульные AC/DC преобразователи серии VS с выходной мощностью до 2500 Вт, основные характеристики которых описаны в статье. Г. Местечкина Производимые фирмой Astec Power AC/DC преобразователи серии VS обеспечивают расширен ные возможности выбора суммар ной выходной мощности до 2500 Вт при наличии переменного входно го напряжения однофазной сети от 84 до 264 В или трехфазной сети от 180 до 264 В. Система обеспечи вает коррекцию коэффициента мощности PFC (Power Factor Cor rection) и может содержать в одном корпусе до шести модулей. Разработанные для измери тельных и крупных промышленных комплексов новые однофазные VS4 и трехфазные VS9 модели по вышают гибкость AC/DC преобра зователей серии VS благодаря ис пользованию шести конфигурируе мых модулей для получения восем надцати выходов с напряжениями 2.9, 3.3, 5.0, 12.0, 24.0, 28.0, 36.0 и 48 В. Автономные модули обеспе чивают выходную мощность 300, 600, 750, 900, 1200 и 1500 Вт при одиночном выходе, а также 250 и 500 Вт при конфигурации с не сколькими выходами. Новые уст ройства позволяют заказчику сде лать выбор одинарных, сдвоенных и строенных источников напряже ния, размещенных в двух, четырех и шестимодульных корпусах. Все модели по электромагнит ной совместимости соответствуют требованиям международных стан дартов CSA, VDE, TUV и CE. Кроме того, модули серии VS сертифици рованы на соответствие требова ниям стандартов CISPR22 и EN55022 по уровню фильтрации электромагнитных излучений по проводам и по полю. По уровню коррекции коэффициента мощнос ти PFC модули серии VS соответ ствуют стандарту EN61000 3 2, что позволяет снизить на 30 % потреб ляемую мощность по сравнению с аналогами, в которых отсутствует такая коррекция. В дополнение к перечисленным особенностям модулей можно на звать возможности перераспреде ления токов нагрузки, регулировки выходного напряжения, дистанци онного контроля исправности ис точников, защиту от перегрузки, наличие сигналов признаков (TTL уровня) исправности каждого из источников и модулей в целом, а также обеспечение светодиодной индикации исправности всех выхо дов. Возможно применение систе мы обеспечения вентиляции/обо грева для предотвращения откло нения температуры внутри модулей за допустимые пределы. Для обес печения контроля работы этой сис темы на выходе модулей вырабаты вается сигнал TTL уровня в случае отказа любого вентилятора. Для повышения надежности предусмот рена возможность работы модулей с питанием от трехфазной сети да же при отсутствии напряжения од ной из фаз. Стартовая цена модулей уста навливается из соотношения $ 0.50 за ватт мощности, гарантий ный срок службы составляет 3 года. Для повышения надежности и обеспечения резервирования мо дулей серии VS предусмотрена возможность параллельного вклю чения источников напряжения (по системе N+1) с использованием разделительных диодов, как пока зано на рисунке 1. Для нормальной работы при таком включении ток нагрузки каждого источника дол жен быть равен половине номи нального. Для оптимального рас пределения токов нагрузки каждо го из включенных параллельно ис Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ков находится в пределах 0.5 %. В этом случае возможна регули ровка токов нагрузки при подклю чении в действующей системе меж ду выходами (+) обоих источников вольтметра и регулировки выход ного напряжения одного из них до тех пор, пока измеряемое вольтме тром напряжение не станет рав ным нулю. В качестве разделительных должны использоваться диоды Шотки, падение напряжения на ко торых в открытом состоянии мини мально по сравнению с диодами других типов. В то же время допус тимое значение обратного напря жения диода должно превышать выходное напряжение источника. К примеру, для источников с выход ным напряжением Uвых=(5 12) В обратное напряжение диода долж но быть 15 В, для Uвых=(12 24) В 30 В, для Uвых=(24 40) В 45 В. Допустимый прямой ток через диод должен быть выше предельно допу стимого тока перегрузки источни ка. В случае отказа одного из ис точников ток нагрузки работающе го повысится до номинального зна чения. В преобразователях серии VS обеспечивается возможность дис танционного управления, в том числе включения каждого источни ка отдельно по гальванически раз вязанному сигналу, а также после довательного включения и выклю чения нескольких источников и со ответственно управления работой устройств, которые подключены к этим источникам. Наличие цепей для подключения дистанционных датчиков напряжения по всем выхо дам обеспечивает мониторинг ра ботоспособности каждого источ ника отдельно и AC/DC преобра зователя в целом.

точников выходы "current share" (распределения тока) должны быть соединены между собой. Цепи на выходе источников, предназначен ные для подключения датчиков ис правности, также включаются па раллельно (см. рис. 1). Однако, возможно распределение токов нагрузки без использования датчи ков и соединения цепей распреде ления тока при условии, что разни ца выходных напряжений источни Рис. 1. Параллельное включение источников напряжения Таблица 1. Основные технические характеристики AC/DC преобразователей серии VS Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ № 4, АПРЕЛЬ Таблица 2. Выходные параметры AC/DC преобразователей серии VS Рис. 2. Функциональная схема дистанционного включения модуля Рис. 3. Зависимость выходной мощности преобразователей серии VS от уровня напряжения сети Каждый модуль может быть включен сигналом управления индивидуально, для модулей с несколькими выходами такой сигнал управляет одновре менно выходами всего модуля. Для выполнения функций управления включением тре буется внешний маломощный источник напряжением 5 В, полностью изолированный от сети переменного тока, к ко торой подключается модуль. Для упрощения внешнего под соединения во всех модулях имеются выводы управления, изолированные от внутренних цепей с помощью оптрона. На рис. 2 приведена функцио нальная схема дистанционно го включения модуля (если от внешнего вспомогательного источника на оптрон поступа ет напряжение 5 В, отпирает ся транзистор в цепи включе ния источника). При наличии нескольких выходных источни ков их последовательное включение может быть обес печено введением задержки включения каждого из них. Кроме того, возможно общее включение модуля с использо ванием внутреннего дополни тельного источника. Возмож но также совмещение обоих вариантов включения моду лей и источников. Корпуса преобразовате лей в зависимости от разме ров, числа модулей, выходной мощности и вида сетевого на пряжения имеют обозначе ние: 1 (5", 2, 1500 Вт, 1 фазн.), 3 (8", 4, 2000 Вт, 1 фазн.), 4 (11", 6, 2000 Вт, 1 фазн.), 6 (5", 2, 1500 Вт, 3 фазн.), 8 (8", 4, 2500 Вт, 3 фазн.), 9 (11", 6, 2500 Вт, 3 фазн.). Зависимость выходной мощ ности преобразователей от уровня напряжения сети пока зана на рис. 3. Основные технические ха рактеристики и параметры AC/DC преобразователей серии VS, а также пример обозначения приведены в табл. 1, 2. Дополнительную инфор мацию об AC/DC преобра зователях серии VS и другой продукции фирмы Astec Power можно получить в НПФ VD MAIS и сети Интернет по адресу: http://www.astec.com Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ КОНКУРС: ЛУЧШАЯ РАЗРАБОТКА ГОДА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДАТЧИК ДВИЖЕНИЯ В статье рассмотрено применение выпускаемых фирмой Cypress MicroSystems реконфигурируемых PSoC микроконтроллеров для создания ультразвукового доплеровского датчика движения. В. Креминь В системах охранной сигнализации (для помеще ний разных типов, транспортных средств), в устройст вах автоматического открывания дверей, интеллекту альных детских игрушках довольно часто используются ультразвуковые датчики движения. Устройства, пост роенные с использованием традиционных дискретных компонентов [1], характеризуются большим количест вом активных и пассивных элементов, сложны в наст ройке и эксплуатации. Создание датчиков различных типов существенно упрощается благодаря появлению на рынке реконфигурируемых PSoC микроконтролле ров [2] фирмы Cypress MicroSystems, сочетающих восьмиразрядное процессорное ядро, flash память, реконфигурируемые аналоговые и цифровые модули. Рассмотрим пример применения данного микро контроллера для создания ультразвукового доплеров ского датчика движения. Эффект Доплера заключает ся в том, что частота отраженного от движущегося объекта сигнала отличается от частоты облучающего сигнала. Принцип работы доплеровских датчиков дви жения состоит в выделении и последующей обработке доплеровского сигнала (выделенной из принятого сиг нала составляющей с частотой, равной доплеровско му сдвигу частоты). Блок схема датчика изображена на рис. 1. Датчик состоит из передатчика, приемника и блока обработ ки доплеровского сигнала. Передатчик содержит пьезоэлектрический излуча тель (ПИ) и мостовой резонансный генератор, постро енный на основе токового моста (ТМ), дифференци ального усилителя (ДУ) и мостового драйвера (МД). Пьезоэлектрические излучатели характеризуются вы сокой добротностью, поэтому отклонение частоты ге нератора от резонансной на доли процента приводит к существенному уменьшению выходной мощности пе редатчика [3]. Кроме того, резонансная частота излу чателя зависит от температуры, что требует примене ния термокомпенсации в устройствах, работающих в широком диапазоне температур. Использование ре зонансного генератора позволяет преодолеть данные трудности, поскольку частота его генерации опреде ляется резонансной частотой пьезоэлектрического из лучателя. Приемник состоит из ультразвукового микрофона (УМ), предварительного усилителя (ПУ), полосового фильтра (ПФ), компаратора (КП1), смесителя (СМ) и фильтра нижних частот (ФНЧ1). Отраженные от непо движных и движущихся объектов ультразвуковые вол ны преобразуются в электрические сигналы в пьезо электрическом ультразвуковом микрофоне (УМ) (тип микрофона может быть идентичен типу передающего излучателя) и усиливаются в предварительном усили теле (ПУ). Полосовой фильтр ПФ, настроенный на ча стоту резонансного генератора, выделяет полезный сигнал из выходного сигнала предварительного усили теля. Вследствие интерференции волн, отраженных от подвижных и неподвижных объектов, выходной сигнал полосового фильтра модулирован по амплитуде. Ком паратор КП1 выделяет моменты переходов этого сиг нала через нуль и подавляет амплитудную модуляцию. Доплеровский сигнал выделяется в смесителе СМ, фильтр нижних частот ФНЧ1 подавляет высокочастот ные составляющие в спектре выходного сигнала сме сителя. Блок обработки доплеровского сигнала состоит из амплитудного детектора (АД), двух аналого цифровых преобразователей (АЦП1 и АЦП2), двух компарато ров (КП2 и КП3), фильтров нижних и верхних частот (ФНЧ2 и ФВЧ соответственно). Устойчивая работа датчика движения обеспечивается при уровне отра Рис. 1. Блок схема доплеровского датчика движения (серым цветом обозначены модули, реализованные с применением внешних дискретных компонентов, голубым программно реализованные модули) Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

КОНКУРС: ЛУЧШАЯ РАЗРАБОТКА ГОДА № 4, АПРЕЛЬ Технические характеристики ультразвукового доплеровского датчика движения женного сигнала не ниже определенного порогового значения. Для измерения уровня отраженного сигнала используются амплитудный детектор АД, аналого циф ровой преобразователь АЦП2 и программно реали зованный компаратор КП2. Выделенный ФНЧ1 доплеровский сигнал дискрети зируется аналого цифровым преобразователем АЦП1, дальнейшая обработка осуществляется про граммно. Фильтр нижних частот ФНЧ2 осуществляет дополнительную фильтрацию, подавляя высокочастот ные составляющие в спектре сигнала, возникающие, например, из за вибрации оконных стекол в помеще нии. Фильтр верхних частот ФВЧ ограничивает спектр частот снизу, препятствуя ложным срабатываниям дат чика от конвекционных потоков воздуха, возникающих при работе систем отопления и вентиляции. Компара тор КП3 срабатывает, когда уровень доплеровского сигнала превышает заданный порог, и включает сис тему сигнализации (СС). Программный таймер обес печивает срабатывание системы сигнализации при длительности сигнала, превышающей пороговое зна чение. Отметим, что для формирования сигнала тревоги вместо оценки уровня отфильтрованного сигнала можно использовать оценку его энергии. Так как PSoC микроконтроллер содержит аппаратный умно житель, реализация оценки энергии не потребует су щественных затрат процессорного времени. Выходные сигналы датчика подаются на светодиод, реле и последовательный асинхронный интерфейс, совместимый с RS 232. При отладке программного обеспечения отфильтрованный поток данных из АЦП1 может быть передан в персональный компьютер через последовательный интерфейс для последующего ана лиза. Основные технические характеристики датчика приведены в таблице. Благодаря уникальной возможности динамической реконфигурации область применения датчика не ог ранивается только универсальным датчиком движе ния. Путем загрузки новой конфигурации, без каких либо дополнительных аппаратных затрат, доплеров ский датчик движения может быть трансформирован в ультразвуковой дальномер или контроллер с LIN ин терфейсом [4]. Данная особенность может быть ис пользована при построении систем автомобильной электроники. Так, во время стоянки данное устройство может функционировать как датчик охранной сигнали зации, во время движения как датчик расстояния для парковочной системы.

Рис. 2. Внешний вид платы доплеровского датчика движения Полные принципиальные электрические схемы дат чика, чертежи платы, исходные тексты программ мож но получить с Web сайта фирмы Cypress MicroSystems [5]. Внешний вид платы изготовленного автором дат чика приведен на рис. 2. Как видно из рисунка, количе ство внешних компонентов минимально, так как боль шинство операций аналоговой и цифровой обработ ки сигналов выполняется в PSoC микроконтроллере. Дополнительную информацию можно получить по электронной почте: vkremin@polynet.lviv.ua или по тел.: (+380) 322 705023. ЛИТЕРАТУРА: 1. Волков А. УЗ датчик охранной сигнализации // Радио, № 5, 1996. 2. Креминь В. Реконфигурируемые PSoC микрокон троллеры // ЭКиС, № 3 (67), 2003. 3. Волков А. Мостовой генератор для ультразвуко вого излучателя // Радио, № 6, 1995. 4. LIN Bus Reference Design, Revision B // Cypress MicroSystems, 2003. 5. Victor Kremin. Ultrasound Motion Sensor, Applica tion note AN2047 (http://www.cypressmicro.com/sup port/appnotes/an2047.pdf).

Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ И СВЯЗЬ ТЕХНОЛОГИЯ ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СЕТЯХ GSM В статье рассмотрены преимущества передачи данных Научно производственная фирма VD MAIS в режиме GPRS по сетям GSM. проводит 14 мая 2003 г. с участием А. Валентик по нескольким голосовым каналам представителей компании Wavecom семинар связи. Этим и обеспечивается уве GSM модемы компании Wavecom Место и время проведения: Широко распространенные со личение скорости обмена инфор г. Киев, бульв. Шевченко, 38/40 товые сети стандарта GSM могут мацией. Необходимо отметить, что (гостиница “Экспресс”), 1000 1500. быть использованы не только для передача данных в режиме GPRS Регистрация с 900. организации голосовой связи меж осуществляется только в паузах Зарегистрировавшимся предоставляется ду "мобильными" абонентами, но между передачей речевых сообще комплект информационных материалов. также нередко являются единствен ний. Поскольку приоритет речевых Участие бесплатное. ной возможностью обеспечения сообщений выше, чем цифровых Заявки на участие принимаются обмена цифровыми данными меж данных, реальная скорость переда до 10 мая 2003 г. по электронной почте: ду бытовыми и промышленными ин чи данных зависит от загрузки сети info@vdmais.kiev.ua или формационно управляющими сис речевыми сообщениями. Теорети по факсу: (044) 227 3668. темами с использованием промыш чески максимально возможная ско В заявке просим указать: ленных GSM модемов (см. ЭКиС рость передачи в режиме GPRS со Ф.И.О., должность, место работы, № 2, 2003 г.). При этом обмен уп ставляет 171.2 кбит/с. адрес электронной почты, равляющими сообщениями разме Для режима GPRS используется ром до 160 байт можно осуществ иная, чем для стандарта GSM, схе модернизация подразумевает зна лять, используя предоставляемую ма оплаты услуг по передаче дан чительные материальные затраты операторами систем сотовой связи ных: расчеты производятся, исходя со стороны операторов GSM се услугу передачи кратких сообще из объема переданных данных, а не тей. Но уже сейчас два крупнейших ний (SMS). Данные большего объе продолжительности сеанса связи. украинских оператора сотовой ма можно передавать по GSM ка Преимущества передачи дан связи предлагают воспользоваться налам с максимально допустимой ных в режиме GPRS заключаются в GPRS: компания "UMC" в тесто для этого стандарта скоростью пе высокоскоростном обмене инфор вом режиме, а "Киевстар GSM" в редачи 14.4 кбит/c, однако устой мацией, выгодной системе тарифи коммерческом (для контрактных чивая связь может быть осуществ кации, обеспечении мобильного абонентов). лена на скорости 9.6 кбит/c. При доступа к ресурсам сети Интернет, Для того, чтобы воспользовать передаче данных в режиме GSM возможности передачи данных ся услугой пакетной передачи дан абоненту выделяется один голосо большого объема и мультимедий ных, необходимы абонентские тер вой канал, а оплата начисляется ной информации. Немаловажную миналы, поддерживающие режим исходя из продолжительности со роль GPRS играет и в системах те GPRS. Такие терминалы классифи единения (причем по тарифам, ма леметрии: устройство может быть цируются по типам и классам, оп ло отличающимся от тарифов для все время подключено к сети и го ределяющим их возможности. Типы речевых сообщений). Время уста тово к обмену информацией, не за GPRS терминалов: новления коммутируемого GSM нимая при этом отдельный канал • А терминал позволяет одновре соединения составляет десятки се связи. В табл. 1 приведены предо менно работать как в режиме кунд. Сравнительно низкая ско ставленные компанией "Киевстар GSM для обеспечения голосовой рость передачи данных и длитель GSM" данные, подтверждающие связи, так и GPRS для обмена ное время установления соедине преимущества передачи данных в данными ния приводят к увеличению эксплу режиме GPRS. • В терминал поддерживает голо атационных затрат системы в це Для обеспечения возможности совое соединение по GSM кана лом. Снизить эти затраты, а также предоставления услуги пакетной лам и передачу данных в пакет увеличить скорость обмена инфор передачи данных необходима как ном режиме, но одновременно в мацией можно, осуществляя пере аппаратная, так и программная этих режимах работать нельзя дачу данных в режиме GPRS (Gen модернизация GSM сети. Такая • С терминал обеспечивает пере eral Packet Radio Service) оказа Таблица 1. Преимущества передачи данных в режиме GPRS ния услуг пакетной передачи дан ных по радиоканалу. Главной особенностью режима GPRS является то, что цифровая ин формация (принимаемая и переда ваемая), разделенная на пакеты данных, передается одновременно Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ И СВЯЗЬ № 4, АПРЕЛЬ Таблица 2. Основные классы GPRS терминалов дачу данных только в пакетном ре жиме. Такие терминалы обычно вы полняются в виде PCMCIA карты, устанавливаемой в портативный компьютер. Скорость приема и передачи информации зависит от класса мо бильного терминала. Класс GPRS терминала определяется количест вом GSM каналов, по которым осуществляется прием и передача данных. Согласно стандарту GPRS мобильные терминалы разделены на 29 классов. Наиболее распро страненными являются терминалы типа В, разделенные на двенадцать основных классов;

их характерис тики приведены в табл. 2. Для тер миналов типа А выделены классы с 13 по 18. Следует отметить, что чем большее количество временных слотов используется, тем больше потребляемая мощность и тем ча ще нуждаются в перезарядке акку муляторы мобильных терминалов. Не менее критичной характери стикой является используемая схе ма кодирования сигнала (Coding Scheme CS), которая в значитель ной мере влияет на скорость пере дачи данных. Например, CS1 обес печивает наилучшую коррекцию ошибок, но скорость обмена дан ными составляет всего 9.05 кбит/с. По мере возрастания номера схе мы кодирования снижается эффек тивность коррекции ошибок. В схе ме CS4 коррекция ошибок не про изводится и скорость обмена до стигает максимального значения 21.4 кбит/с. В табл. 3 приведены значения скорости передачи для различных схем кодирования. Операторы GSM сетей обычно используют только схемы CS1 и Таблица 3. Скорости передачи данных по технологии GPRS CS2, а также ограничивают число занимаемых временных слотов че тырьмя, при этом скорость обмена данными в режиме GPRS не превы шает 53.6 кбит/с. Однако, с уче том того, что режим GPRS облада ет достаточно высокой гибкостью и масштабируемостью, эти показа тели могут быть значительно улуч шены. Вышеперечисленные пре имущества пакетного режима пе редачи данных позволяют считать перспективной возможность его использования в беспроводных бы товых и промышленных информа ционно управляющих системах для повышения качества предоставля емых услуг связи.

МИКРОСХЕМЫ ГЕНЕРАТОРОВ, УПРАВЛЯЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЕМ В статье рассмотрены характеристики выпускаемых фирмой TECELEC TEMEX микросхем управляемых напряжением генераторов, предназначенных для использования в аппаратуре радиосвязи.

Фирма TECELEC TEMEX являет ся одним из ведущих производите лей микросхем малошумящих гене раторов, управляемых напряжени ем (ГУН). Эти микросхемы широко используются в построенных на ос нове системы ФАПЧ синтезаторах частоты, применяемых в базовых станциях систем мобильной связи, радиорелейных линиях связи и ра диолокационных системах опозна вания самолетов. На протяжении ряда лет фирма выпускает коммер ческие микросхемы, выполненные по промышленному стандарту, и высоконадежные микросхемы, вы полненные по стандарту MIL STD 883. В связи с тем, что, начиная с 2001 г. постоянно возрастает вы пуск аппаратуры, в которой ис пользуются синтезаторы частоты, и спрос на управляемые напряжени ем генераторы повышается, фирма в 2003 г. существенно расширила программу выпуска этих генерато ров и освоила производство новых недорогих моделей коммерческих микросхем в малогабаритных кор пусах. Микросхемы ГУН, выпускаемые фирмой TECELEC TEMEX, выполне ны на основе трехточечного емкост ного генератора с последователь ным питанием, в котором частоту ге нерации задает керамический коак сиальный резонатор. В качестве ак тивного компонента в генераторах используются малошумящие бипо лярные транзисторы. Частота гене рации перестраивается высокодоб ротным варикапом, включенным па раллельно резонатору. Благодаря специальной технологии изготовле ния резонаторов значение их доб ротности достигает 800, что позво ляет обеспечить низкий уровень фа зового шума генератора. Для дости жения низких значений фазового шума, гарантируемых фирмой, на пряжение питания на микросхему ГУН необходимо подавать от мало шумящего стабилизатора.

Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ И СВЯЗЬ Основные параметры микросхем генераторов, управляемых напряжением Коммерческие микросхемы ГУН, предназначенные для работы в диапазоне рабочих температур 40…+80 °С, конструктивно выпол нены в виде малогабаритных не герметизированных SMD модулей. В последнее время фирма освоила выпуск трех новых серий микро схем ГУН: малогабаритных, высо кочастотных и широкополосных (характеризующихся диапазоном перестройки от 20 % до октавы). Основные параметры микросхем этих серий приведены в таблице. Выпускаемая на протяжении ря да лет серия малошумящих ГУН в настоящее время содержит 33 мик росхемы, работающие на частотах от 68 до 2550 МГц. Микросхемы этой серии характеризуются низ ким уровнем фазового шума (в ди апазоне от 105 до 117 дБн при отстройке от несущей частоты на 10 кГц) и предназначены для рабо ты на фиксированной частоте или в узком диапазоне частот (диапазон перестройки до 15 %). Габариты корпуса 12.712.74.1 мм. Микросхемы общего назначе ния отличаются большой номенк латурой (в настоящее время выпус кается 70 типов микросхем) и пере крывают в диапазоне частот от 80 до 2515 МГц все поддиапазоны, от веденные для работы аппаратуры радиосвязи. Микросхемы этой се рии характеризуются диапазоном перестройки до 10 % и уровнем фазового шума 80… 102 дБн при отстройке от несущей частоты на 10 кГц. Выпускаются в корпусах с габаритами 12.712.74.1 или 159.54.5 мм. Дополнительную информацию о параметрах микросхем генера торов, управляемых напряжением, можно получить в сети Интернет по адресу: www.temex.net Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

КОНТРОЛЬ И АВТОМАТИЗАЦИЯ № 4, АПРЕЛЬ ОДНОПЛАТНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ КОМПАНИИ PORTWELL В статье рассмотрены основные характеристики новых одноплатных компьютеров, построенных на базе процессора Pentium 4, а также параметры и возможности некоторых других двухпроцессорных высокопроизводительных промышленных одноплатных компьютеров, выпускаемых компанией Portwell. В. Охрименко Одноплатные промышленные компьютеры отлича ются небольшими габаритными размерами, высокой производительностью, широким набором периферий ных контроллеров и предназначены для работы в рас ширенном диапазоне температур. Благодаря высоким параметрам одноплатные компьютеры (Single Board Computer SBC) находят широкое применение в рас пределенных автоматизированных системах управле ния технологическими процессами и других системах, предназначенных для работы в жестких условиях экс плуатации. Тайваньская компания Portwell предлагает широ кую номенклатуру одноплатных компьютеров в стан дарте полноразмерной PCI платы и PCI платы поло винной длины, встраиваемых компьютеров в формате 3.5 и 5.25 дюйма (Embedded System Board ESB), плат расширения с адаптером сети Ethernet, "активных" и "пассивных" системных (объединительных) печатных плат, а также другие блоки и модули для встраиваемых систем управления/контроля и сбора/обработки ин формации [1 3]. В статье приведены основные техни ческие характеристики некоторых промышленных од ноплатных компьютеров, в том числе новых ROBO 8710/8712VLA (на базе микропроцессора Pentium 4), серийно выпускаемых с 2002 года. Рассмотренные в статье одноплатные компьютеры построены на базе одного или двух высокопроизводи тельных микропроцессоров компании Intel (Pentium 4, Pentium III, Celeron), обеспечивают возможность под ключения большого объема синхронной динамичес кой памяти (до 2 Гбайт) и имеют широкий набор кон троллеров, с помощью которых организуется связь с "внешним миром". Все рассмотренные в статье одно платные компьютеры имеют встроенный "сторожевой" таймер и гнездо для подключения флэш дисков типа DOC (Disk on Chip) с максимальным объемом памяти до 288 Мбайт. Во всех компьютерах реализованы программно аппаратный мониторинг напряжения пи тания и температуры микропроцессора, а также воз можность переключения микропроцессора в активный режим при приеме данных по локальной компьютер ной сети. Все компьютеры имеют 32 разрядную PCI и 16 разрядную ISA шины. Рассмотренные в статье од ноплатные компьютеры предназначены для работы в Одноплатный компьютер ROBO 8712VLA диапазоне температур от 0 до 55 °С. Диапазон темпе ратур хранения от 20 до 75 °С. Компьютеры могут ра ботать при относительной влажности воздуха от 5 до 95 % (без выпадения конденсата). В таблице приведены основные параметры одно платных компьютеров, выпускаемых компанией Portwell [2]. Новые одноплатные компьютеры компании Portwell типа ROBO 8710/8712VLA построены на ба зе микропроцессора Intel Pentium 4 (Socket 478), мно гофункциональных контроллеров, в том числе чипсета Intel 845 и высокоскоростной (200/266 МГц) памяти типа DDR SDRAM. Максимальный объем памяти со ставляет 2 Гбайт. Для подключения модулей памяти имеются два гнезда типа DIMM (184 контакта). В SBC ROBO 8710VLA можно устанавливать микросхемы микропроцессоров Pentium 4 с тактовой частотой до 2 ГГц, в ROBO 12VLA Pentium 4 с тактовой частотой до 3 ГГц. Видеоконтроллер ATI M6 поддерживает ра боту в графическом режиме 3D и позволяет формиро вать изображение с разрешением 20481536 пиксе лов, при этом частота обновления изображения со ставляет 60 Гц. Немаловажное преимущество новых одноплатных компьютеров отдельный разъем для подключения напряжения питания, что позволяет ис пользовать ROBO 8710/12VLA в качестве автономно го компьютера для встраиваемых приложений. В одно платных компьютерах ROBO 8710/12VLA имеется во семь линий ввода/вывода общего назначения (Gener al Purpose Input Output GPIO), отличающихся повы шенной нагрузочной способностью (4 предназначены для ввода цифровых данных, 4 для вывода). Кроме то го, эти линии могут использоваться для непосредствен ного подключения к шине SMbus. SBC ACTI 777 выполнен на базе одного или двух микропроцессоров Intel Pentium III, имеет два гнезда (RIMM, 184 контакта) для подключения модулей высо коскоростной памяти типа Rambus и встроенную сис тему коррекции ошибок (Error Correcting Code ECC). С использованием чипсета Intel 840 поддерживается режим мультипроцессорной работы, а также прото кол передачи данных стандартного графического пор та AGP2х/4x (AGP Accelerated Graphics Port). Кроме того, чипсет Intel 840 содержит и другие контроллеры:

Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

№ 4, АПРЕЛЬ КОНТРОЛЬ И АВТОМАТИЗАЦИЯ Основные параметры микросхем одноплатных компьютеров 82840 MCH (Memory Controller Hub), 82801 ICH (I/O Controller Hub), 82802 FWH (Firmware Hub). На плате ACTI 777 имеется также видеоконтроллер C&T 69000 со встроенной видеопамятью типа SDRAM объемом 2 Мбайт, что позволяет получать видеоизображение с разрешением 12801024 пиксела. Встроенный Ether net контроллер (стандарт 10BASE T/100BASE TX) обеспечивает обмен данными через сеть Ethernet со скоростью 10/100 Мбит/с. SBC ACTI 777 поддержи вает также стандартные функции, обычно реализуе мые в одноплатных компьютерах для встраиваемых приложений. Для питания ACTI 777 используются три источника напряжения: 5 В/10 А, 12 В/300 мА, 12 В/30 мА. SBC ROBO 667 с чипсетом VIA Pro 133Т и двумя микропроцессорами Intel Pentium III предназначен для создания высокопроизводительных надежных вычисли тельных систем промышленного назначения. Чипсет со встроенной системой коррекции ошибок поддержива ет обмен данными с памятью типа SDRAM (стандарт PC100/133) объемом до 1.5 Гбайт. Для установки мо дулей памяти на плате имеется три гнезда DIMM (168 контактов). Видеоконтроллер ATI Mobility благодаря встроенной видеопамяти типа кэш объемом 8 Мбайт обеспечивает получение видеоизображения высокого качества без использования дополнительной видео карты, что позволяет освободить на системной плате один PCI слот для подключения модуля другого типа. Видеоконтроллер позволяет формировать изображе ние с разрешением 12801024 пиксела (при частоте обновления изображения 85 Гц). SBC ROBO 667 име ет встроенный Ethernet контроллер (стандарт 10 BASE T/100BASE TX), а кроме того, специальный разъем PCI шины, который можно использовать для Представленные в ЭКиС компоненты, оборудование и материалы можно приобрести в НПФ VD MAIS. Tел.: (044) 227 2262, 227 1356, 227 5281, 227 5297, 227 7173, 227 1389, 227 4249, факс: (044) 227 3668.

КОНТРОЛЬ И АВТОМАТИЗАЦИЯ подключения дополнительных плат расширения (daughter board), к примеру, адаптера SCSI на базе контроллера AIC 7892 (фирмы Adaptec) с интерфей сом Ultra 160 SCSI или адаптера сети Ethernet. В ROBO 667 реализованы также все стандартные ус тройства и функции, характерные для одноплатных компьютеров. Для работы ROBO 667 требуются два источника напряжения: 5 В/15 А, 12 В/0.2 А [3]. SBC ROBO 668 имеет два гнезда типа Socket 370 для подключения микропроцессоров Intel Pentium III и/или Celeron. Чипсет Intel 440BX поддерживает ин терфейс AGP и обеспечивает подключение SDRAM памяти (стандарт PC100) с максимальным объемом до 1 Гбайт. На плате имеется четыре гнезда типа DIMM (168 контактов) для подключения модулей памяти. Как и SBC ROBO 667, одноплатный компьютер ROBO 668 имеет дополнительный разъем PCI шины для под ключения плат расширения (к примеру, адаптера № 4, АПРЕЛЬ SCSI). Кроме того, имеется Ethernet контроллер на ба зе микросхемы Intel 82559 и видеоконтроллер C&T 69000 со встроенной видеопамятью типа кэш. Для ви деопамяти используется SDRAM память объемом 2 Мбайт. Видеоконтроллер позволяет формировать изображение с разрешением 12801024 пиксела. Питание SBC ROBO 668 обеспечивается тремя источниками напряжения: 5 В/10 А, 12 В/80 мА, 12 В/20 мА. Дополнительную информацию о продукции, выпус каемой компанией Portwel, можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.portwell.com.tw ЛИТЕРАТУРА: 1. Product Guide 2002. Portwell, 2002. 2. Single Board Computer. Reference Table (http://www.portwell.com.tw). 3. http://www.portwell.com ОДНОПЛАТНЫЙ МАЛОГАБАРИТНЫЙ КОМПЬЮТЕР LP3500 FOX Фирма Z World, специализирующаяся на выпуске малогабаритных одноплатных компьютеров (SBC), построенных на базе 8 разрядных процессорных модулей семейства Rabbit Core Module, разработала новое семейство SBC. В статье описан одноплатный компьютер LP3500 Fox, отличающийся высокой экономичностью, надежностью и малыми габаритами. Г. Местечкина LP3500 Fox экономичный малогабаритный одно платный компьютер высокой надежности, предназна ченный для применения в устройствах, к которым предъявляются жесткие требования по минимизации энергопотребления и габаритов, это портативные устройства с батарейным питанием и системы дистан ционного мониторинга. LP3500 содержит встроенные аналоговые и цифровые цепи ввода/вывода. Ток по требления в режиме выполнения всех функций не пре вышает 20 мА, а в энергосберегающем режиме 100 мкА. Основные характеристики: • потребление в рабочем режиме менее 20 мА • 26 цифровых вводов/выводов, выполненныx в про мышленном стандарте, и 1 реле • тактовая частота 7.4 МГц • 8 входных АЦП с программируемым коэффициентом усиления • 6 последовательных портов (1 RS 485, 3 RS 232 и 2 TTL) • клавиатура/дисплей (по заказу), flash память, пери ферийные устройства. LP3500 включает микропроцессор Rabbit 3000, от личающийся низким уровнем радиоизлучений, flash и SRAM память объемом 512 кбайт каждая, 26 цифро вых вводов/выводов, входы АЦП и выходы ШИМ сиг Одноплатный малогабаритный компьютер LP3500 Fox нала, 6 последовательных портов, одно реле и два порта для упрощения соединения с внешней flash па мятью, клавиатурой/дисплеем и другими устройства ми (LP3510 модель уменьшенной стоимости без АЦП или реле). Тактовая частота 7.4 МГц может изменяться для снижения потребляемой мощности программным путем, этим обеспечивается широкий диапазон режи мов работы компьютера. Плата содержит разъемы с шагом выводов 2.54 мм и может быть установлена на панель или базовую пла ту, кроме того, с использованием этих разъемов воз можно подключение кабелей пользователя или уста новка SBC непосредственно в гнезда разъемов на ба зовой плате. Первый метод предпочтительнее, если соединение вводов/выводов производится непосред ственно с устройствами и коммутаторами, в то время как второй удобнее, если дополнительные цепи являются частью базовой платы. LP3500 может быть использован для дистанцион ной телеметрии (RTU), мониторинга, в GPS системах, в портативных беспроводных устройствах, в системах дистанционного получения данных, мониторинга элек трических линий передачи и для других применений, для которых требуется маломощное управление. По Информацию о наличии компонентов, оборудования и материалов на складе НПФ VD MAIS можно получить в сети Интернет по адресу: http://www.vdmais.kiev.uа, е mail: info@vdmais.kiev.ua, факс: (044) 227 3668.

Pages:     || 2 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.