사이프러스 PSoC
사이프러스 PSoC(Cypress PSoC, 시스템 온 칩 프로그래밍 가능)은 사이프러스 세미컨덕터의 마이크로컨트롤러 집적 회로 제품군이다. 이 칩에는 중앙 처리 장치 코어와 구성 가능한 아날로그 및 디지털 주변 장치의 혼성 신호 어레이가 포함된다.
역사
[편집]2002년, 사이프러스는 PSoC 1의 상업용 대량 선적을 시작했다.[1] PSoC를 홍보하기 위해 사이프러스는 2002년과 2004년에 서킷 셀라 잡지에서 "PSoC 디자인 챌린지"를 후원했다.[2]
2013년 4월, 사이프러스는 4세대 PSoC 4를 출시했다. PSoC 4는 32비트 ARM Cortex-M0 CPU를 특징으로 하며, 프로그래밍 가능한 아날로그 블록(연산 증폭기 및 비교기), 프로그래밍 가능한 디지털 블록(설계 가능 논리 소자 기반 UDB), 프로그래밍 가능한 라우팅 및 유연한 GPIO(모든 기능을 모든 핀으로 라우팅), 직렬 통신 블록(SPI, UART, I²C용), 타이머/카운터/PWM 블록 등을 포함한다.[3]
PSoC는 소니케어 칫솔이나 아디다스 운동화처럼 간단한 기기부터 티보 셋톱박스처럼 복잡한 기기까지 다양하게 사용된다. 한 PSoC는 애플 아이팟 클릭휠의 터치 감지 스크롤 휠에 대한 정전식 감응을 구현한다.
2014년에 사이프러스는 PSoC 4 Bluetooth Low Energy 무선을 PSoC 4 Cortex-M0 기반 SoC와 단일 모놀리식 다이에 통합하여 PSoC 4 제품군을 확장했다.
2016년, 사이프러스는 ARM Cortex-M0+ CPU를 특징으로 하는 PSoC 4 S-시리즈를 출시했다.[4]
개요
[편집]PSoC 집적 회로는 코어, 구성 가능한 아날로그 및 디지털 블록, 프로그래밍 가능한 라우팅 및 상호 연결로 구성된다. PSoC의 구성 가능한 블록은 다른 마이크로컨트롤러와의 가장 큰 차이점이다.
PSoC에는 데이터용 페이지 SRAM, 명령어 및 고정 데이터용 플래시 메모리, 구성 가능한 논리 블록 및 기능 제어 및 액세스용 I/O 레지스터의 세 가지 별도 메모리 공간이 있다. 이 장치는 SONOS 기술을 사용하여 제작된다.
PSoC는 ASIC과 유사하다: 블록에는 광범위한 기능이 할당될 수 있고 온칩에서 상호 연결될 수 있다. ASIC과 달리 사용자 지정 구성을 생성하는 데 특별한 제조 공정이 필요하지 않다. 필요한 것은 사이프러스의 PSoC 디자이너(PSoC 1용) 또는 PSoC 크리에이터(PSoC 3 / 4 / 5용) IDE에서 생성하는 시작 코드뿐이다.
PSoC는 전원이 켜지면 구성되어야 한다는 점에서 FPGA와 유사하지만, 이 구성은 내장 플래시 메모리에서 명령을 로드하여 이루어진다.
PSoC는 마이크로컨트롤러에 PLD 및 프로그래밍 가능한 아날로그를 결합한 것과 가장 유사하다. 자동으로 생성된 API 및 인터럽트 루틴을 사용하여 사용자 지정 주변 장치 기능("컴포넌트"라고 함)과 상호 작용하도록 코드가 실행된다. PSoC 디자이너 또는 PSoC 크리에이터는 시작 구성 코드를 생성한다. 둘 다 사용자의 필요에 따라 사용자가 선택한 컴포넌트를 비주얼 스튜디오와 유사한 GUI에서 초기화하는 API를 통합한다.
구성 가능한 아날로그 및 디지털 블록
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구성 가능한 아날로그 및 디지털 블록을 사용하여 설계자는 혼합 신호 임베디드 애플리케이션을 생성하고 변경할 수 있다. 디지털 블록은 블록 레지스터를 사용하여 구성되는 상태 머신이다. 디지털 블록에는 두 가지 유형이 있다: 디지털 빌딩 블록(DBBxx)과 디지털 통신 블록(DCBxx). 통신 블록만 SPI, UART 등과 같은 직렬 I/O 사용자 모듈을 포함할 수 있다.
각 디지털 블록은 설계자가 사전 구축된 디지털 기능 또는 사용자 모듈(UM)을 사용하여 구성하거나, 블록을 결합하여 16, 24 또는 32비트 리소스로 전환할 수 있는 8비트 리소스로 간주된다. UM을 연결하는 방식으로 16비트 PWM 및 타이머가 생성된다.
아날로그 블록에는 두 가지 유형이 있다. 연속 시간(CT) 블록은 Op-amp 회로로 구성되며 ACBxx (여기서 xx는 00-03)로 지정된다. 다른 유형은 스위치 캡(SC) 블록으로, 복잡한 아날로그 신호 흐름을 허용하며 ASCxy (여기서 x는 아날로그 블록의 행이고 y는 열)로 지정된다. 설계자는 각 모듈을 어떤 설계에도 맞게 수정하고 개인화할 수 있다.
프로그래밍 가능한 라우팅 및 상호 연결
[편집]PSoC 혼합 신호 어레이의 유연한 라우팅은 설계자가 많은 경쟁 마이크로컨트롤러보다 I/O 핀으로 신호를 훨씬 더 자유롭게 라우팅할 수 있도록 한다. 글로벌 버스는 신호 다중화 및 논리 연산을 허용한다. 사이프러스는 이를 통해 설계자가 디지털 논리 게이트 접근 방식 또는 더 고정된 기능 핀을 가진 경쟁 마이크로컨트롤러보다 더 쉽고 빠르게 PCB 재설계 횟수를 줄이면서 설계를 구성하고 개선할 수 있다고 제안한다.
시리즈
[편집]각각 다른 마이크로컨트롤러 코어를 기반으로 하는 5가지 장치 제품군이 있다.
- PSoC 1 – CY8C2xxxx 시리즈 – M8C 코어.
- PSoC 3 – CY8C3xxxx 시리즈 – 8051 코어.
- PSoC 4 – CY8C4xxxx 시리즈 – ARM Cortex-M0 코어.[5]
- PSoC 5/5LP – CY8C5xxxx 시리즈 – ARM Cortex-M3 코어.
- PSoC 6 – CY8C6xxxx 시리즈 – ARM Cortex-M4 코어와 추가된 ARM Cortex-M0+ 코어(일부 모델).[6]
Bluetooth Low Energy
2014년부터 사이프러스는 Bluetooth Low Energy (Bluetooth Smart)가 통합된 PSoC 4 BLE 장치를 제공하기 시작했다. 이를 사용하여 아날로그 및 디지털 블록을 활용한 연결된 제품을 만들 수 있다.[7] 사용자는 PSoC 크리에이터에서 BLE 모듈을 직접 추가하고 구성할 수 있다. 사이프러스는 또한 마인드트리에서 라이선스 받은 완전한 Bluetooth Low Energy 스택을 주변 장치 및 중앙 기능 모두에 제공한다.[8] PSoC 6 시리즈에는 확장된 범위 또는 더 빠른 속도를 포함한 Bluetooth 5 기능이 포함된 BLE 버전이 있다.
요약
[편집]| PSoC 1 | PSoC 3 | PSoC 4 | PSoC 5/5LP | PSoC 6 |
|---|---|---|---|---|
| 8비트 M8C 코어 최대 24 MHz, 4 MIPS |
8비트 8051 코어(단일 사이클) 최대 67 MHz, 33 MIPS |
32비트 ARM Cortex-M0 최대 48 MHz, ? MIPS |
32비트 ARM Cortex-M3 최대 80 MHz, 84 MIPS |
32비트 ARM Cortex-M4 (최대 150 MHz) 32비트 ARM Cortex-M0+ (옵션, 최대 100 MHz) |
| 플래시: 4 KB ~ 32 KB SRAM: 256 바이트 ~ 2 KB |
플래시: 8 KB ~ 64 KB SRAM: 3 KB ~ 8 KB |
플래시: 16 KB ~ 256 KB SRAM: 2 KB ~ 32 KB |
플래시: 32 KB ~ 256 KB SRAM: 8 KB ~ 64 KB |
플래시: 512 KB ~ 2048 KB SRAM: 128 KB ~ 512 KB 쿼드 SPI를 사용하여 확장 가능 |
| I²C, SPI, UART, FS USB 2.0 |
I²C, SPI, UART, LIN, FS USB 2.0, I²S, CAN |
I²C, SPI, UART, CAN . |
I²C, SPI, UART, LIN, CAN,
FS USB 2.0, I²S |
I²C, SPI, UART, LIN, BLE (옵션), FS USB 2.0 (옵션 호스트 및 장치) |
| 16개의 디지털 PSoC 블록 | 16~24 UDB (범용 디지털 블록) | 4~8 UDB | 20~24 UDB | 0~12 UDB |
| 1개의 델타-시그마 ADC (6~14비트)
8비트에서 131 ksps; 1개의 시그마-델타 ADC (정전식 감응용) 최대 2개의 DAC (6~8비트) |
1개의 델타-시그마 ADC (8~20비트)
12비트에서 192 ksps; 최대 4개의 DAC (8비트) |
1개의 SAR ADC (12비트)
12비트에서 1 Msps; 최대 2개의 DAC (7~8비트) |
1개의 델타-시그마 ADC (8~20비트)
12비트에서 192 ksps; 2개의 SAR ADC (12비트) 12비트에서 1 Msps; 최대 4개의 DAC (8비트) |
1개의 SAR ADC (12비트) 1 MSPS
1개의 12비트 전압 모드 DAC |
| 최대 64개 I/O | 최대 72개 I/O | 최대 98개 I/O | 최대 72개 I/O | 최대 104개 I/O |
| 작동: 1.7 V ~ 5.25 V 활성: 2 mA, 절전: 3 μA 최대 절전: ? |
작동: 0.5 V ~ 5.5 V 활성: 1.2 mA, 절전: 1 μA, 최대 절전: 200 nA |
작동: 1.71 V ~ 5.5 V 활성: 1.6 mA, 절전: 1.3 μA, 최대 절전: 150 nA |
작동: 2.7 V ~ 5.5 V 활성: 2 mA, 절전: 2 μA, 최대 절전: 300 nA |
|
| ICE 큐브 및 플렉스팟 필요 | 온칩 SWD, 디버그 | 온칩 JTAG, SWD, SWV, 디버그, 트레이스 |
||
| CY8CKIT-001 개발 키트 | CY8CKIT-001 개발 키트 CY8CKIT-030 개발 키트 |
CY8CKIT-040 4000 파이오니어 키트 CY8CKIT-042 4200 파이오니어 키트 CY8CKIT-043 4200M 프로토타이핑 키트 CY8CKIT-044 4200M 파이오니어 키트 CY8CKIT-046 4200L 파이오니어 키트 |
CY8CKIT-001 개발 키트 CY8CKIT-050 개발 키트 CY8CKIT-059 프로토타입 키트 |
CY8CKIT-062-BLE 파이오니어 키트 |
개발 도구
[편집]PSoC 디자이너
[편집]PSoC 1 장치를 설계, 디버그 및 프로그래밍하기 위한 1세대 소프트웨어 IDE이다. 끌어다 놓기 디자인 환경에서 미리 특성화된 아날로그 및 디지털 주변 장치 라이브러리를 포함하는 독특한 기능을 도입했으며, 동적으로 생성된 코드 API 라이브러리를 활용하여 특정 설계 요구 사항에 맞게 사용자 정의할 수 있었다.
PSoC 크리에이터
[편집]PSoC 크리에이터는 PSoC 3 / 4 / 5 장치를 설계, 디버그 및 프로그래밍하기 위한 2세대 소프트웨어 IDE이다. 개발 IDE는 사용하기 쉬운 그래픽 디자인 편집기와 결합되어 강력한 하드웨어/소프트웨어 공동 설계 환경을 형성한다. PSoC 크리에이터는 두 가지 기본 빌딩 블록으로 구성된다. 이 프로그램은 사용자가 칩의 기존 회로와 MCU의 주변 장치에 해당하는 구성 요소를 선택, 구성 및 연결할 수 있도록 한다. PSoC를 흥미롭게 만드는 것은 하드웨어에서 자체 응용 프로그램별 주변 장치를 만들 가능성이다. 사이프러스는 일년에 여러 번 구성 요소 팩을 게시한다. PSoC 사용자는 요금을 부과하거나 새 하드웨어를 구입할 필요 없이 기존 하드웨어에 대한 새로운 주변 장치를 얻는다. PSoC 크리에이터는 또한 I/O 핀에 주변 장치를 할당하는 데 많은 자유를 허용한다.
Cortex-M
[편집]
이 부분의 본문은 ARM Cortex-M 개발 도구 목록입니다.PSoC 4 및 PSoC 5용 일반 ARM 개발 도구.
문서
[편집]PSoC 4 / 5
모든 ARM 칩에 대한 문서의 양은 압도적이며, 특히 초보자에게는 더욱 그렇다. 지난 수십 년간의 마이크로컨트롤러 문서는 단일 문서에 쉽게 포함될 수 있었지만, 칩이 발전함에 따라 문서도 늘어났다. 모든 ARM 칩에 대한 전체 문서는 IC 제조업체(사이프러스 세미컨덕터)의 문서와 CPU 코어 공급업체(ARM 홀딩스)의 문서로 구성되어 있어 파악하기 특히 어렵다.
일반적인 하향식 문서 트리는 다음과 같다: 제조업체 웹사이트, 제조업체 마케팅 슬라이드, 정확한 물리적 칩에 대한 제조업체 데이터시트, 물리적 칩 제품군의 일반적인 주변 장치 및 측면을 설명하는 제조업체 세부 참조 설명서, ARM 코어 일반 사용자 가이드, ARM 코어 기술 참조 설명서, 명령어 세트를 설명하는 ARM 아키텍처 참조 설명서.
- PSoC 4 / 5 문서 트리 (상단에서 하단으로)
- PSoC 웹사이트.
- PSoC 마케팅 슬라이드.
- PSoC 데이터시트.
- PSoC 참조 설명서.
- ARM 코어 웹사이트.
- ARM 코어 일반 사용자 가이드.
- ARM 코어 기술 참조 설명서.
- ARM 아키텍처 참조 설명서.
사이프러스 세미컨덕터는 평가 보드 사용자 설명서, 애플리케이션 노트, 시작 가이드, 소프트웨어 라이브러리 문서, 오류 정정 문서 등 추가 문서를 가지고 있다. 공식 PSoC 및 ARM 문서 링크는 외부 링크 섹션을 참조하라.
같이 보기
[편집]각주
[편집]- ↑ Reuters: "Cypress Hits Half-Billion Mark in Shipments of PSoC Programmable system on a chip Devices" 2009
- ↑ Circuit Cellar:"PSoC Design Challenge 2002"
- ↑ “Fully Qualified Production Silicon for Cypress's First Two PSoC® 4 Product Families Is Now Available”. 《yahoo.com》. 2018년 4월 12일에 확인함.
- ↑ Corp., Cypress Semiconductor. “Cypress Offers Complete Portfolio of Flexible PSoC ARM Cortex-M0 and Cortex-M0+ Solutions to Replace Legacy 8-Bit and 16-Bit Platforms”. 《www.prnewswire.com》 (보도 자료). 2016년 3월 4일에 확인함.
- ↑ “Custom Peripherals Surround Cortex-M0 Platform”. 2013년 4월 16일.
- ↑ “PSoC 6 CY8CKIT-062 Pioneer Kit – Cypress – DigiKey”. 《www.digikey.com》. 2018년 4월 12일에 확인함.
- ↑ “PSoC® 4 BLE (Bluetooth Smart)”. 2015년 2월 12일에 확인함.
- ↑ “Cypress offering BLE chipset, Here's what you need to know”. 2015년 2월 12일에 확인함.
더 읽어보기
[편집] ARM Cortex-M에 관한 책 목록 문서를 참고하십시오.외부 링크
[편집]
PSoC 공식 문서
- PSoC 공식 웹사이트 - 공식 웹사이트
PSoC 4 / 5용 ARM 공식 문서
이 부분의 본문은 ARM Cortex-M 외부 링크입니다.기타
- IoT 전문가 PSoC 튜토리얼
- Psoc-chile Psoc 마이크로컨트롤러에 대한 스페인어 최초 웹사이트