1 / 50

PRUS - Projektowanie Programowalnych Układów Scalonych

PRUS - Projektowanie Programowalnych Układów Scalonych. Krzysztof Jasiński kjasio@tele.pw.edu.pl. Wprowadzenie do tematyki projektów. Transceiver (nadajnik- odbiornik) RF: - budowa i zasady działania, - parametry i konfiguracja, - sterowanie, wymagania czasowe

cedric-hicks
Download Presentation

PRUS - Projektowanie Programowalnych Układów Scalonych

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Krzysztof Jasiński PRUS - ProjektowanieProgramowalnych Układów Scalonych Krzysztof Jasiński kjasio@tele.pw.edu.pl

  2. Krzysztof Jasiński Wprowadzenie do tematyki projektów • Transceiver (nadajnik- odbiornik) RF: - budowa i zasady działania, - parametry i konfiguracja, - sterowanie, wymagania czasowe • Konwerter USB <=> port równoległy (FPGA) - budowa i zasady działania, - sterowanie, obsługa transmisji • Wyświetlacz alfanumeryczny LCD - budowa i zasady działania - procedury obsługi, wymagania czasowe

  3. Krzysztof Jasiński Transceiver RF – nRF2401A (NORDIC) • Charakterystyka modułu transceivera • nadajnik-odbiornik sterowany cyfrowo (2.4 GHz) • szybkość transmisji 250kbs/1Mbs • 125 kanałów w odstępach co 1 MHZ • transmisja pakietowa w dwóch trybach pracy: ShockBurst i Direct • pamięć konfiguracji nietrwała (rekonfiguracja po włączeniu zasilania) • automatyczna obsługa nadawania/odbioru (tryb ShockBurst) • dodatkowy odbiornik (praca równoległa w kanale N+8) • zasilanie: 1.9 ÷ 3.6 V • czułość: -93 dBm • maksymalna moc wyjściowa: 1 mW (standard ISM)

  4. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A Schemat blokowy

  5. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Stany i tryby pracy Stany pracy Sygnały sterujące Stan pracy • Tryby pracy (w stanie aktywnym) • ShockBurst • Direct Mode

  6. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Zasady działania – tryb ShockBurst Nadawanie TX • nRF2401: TX; jeśli CE = 1, to 2. (inaczej 1.) • Wprowadzanie adresu i bloku danych (Payload); (3.) • Obliczanie sygnatury CRC; (4.) • Jeśli CE = 0, to 5.(inaczej 4.) • Tworzenie pakietu – dodanie preambuły; (6.); • Wysyłanie pakietu w „eter”; (7) • Jeśli wysyłanie pakietu zakończone, to 1.(inaczej 7.)

  7. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Zasady działania – tryb ShockBurst Odbiór RX • Jeśli nRF2401 w RX to 2. (inaczej 1.) • Jeśli wykryta preambuła, to odbiór pakietu; (3.) • Jeśli poprawny adres, to odbiór danych (payload);(4.) • Jeśli CRC odebrane jest zgodne z obliczonym, to 5.(inaczej 1.) • Ustawienie sygnału DR = 1 (dane gotowe); (6.) • Odczytywanie pakietu; jeśli koniec, to (7) (inaczej 6.) • Ustawienie sygnału DR = 0 (dane odczytane); (1.)

  8. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Konfiguracja układu Konfiguracja dla trybu ShockBurst • interfejs 3-liniowy; • słowo konfiguracyjne 15 byte’ów; • parametry pakietu: • - rozmiar bloku danych (liczba bitów) • - rozmiar pola adresu • - adres własny • - rozmiar pola CRC • budowa pakietu:

  9. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa słowa konfiguracyjnego

  10. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa słowa konfiguracyjnego Liczba bitów w bloku danych (odbiór) kanał 2 kanał 1 DATAx_W = 256 – ADDR_W – CRC ADDR_W – długość pola adresu CRC – 8 lub 16 bitów PRE – preambuła 8 bitów, dołączana automatycznie do pakietu

  11. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa słowa konfiguracyjnego ADDRx – adres odbiorczy kanału 1/2 ADDR1/ ADDR2: do 40 bitów Bity adresu powyżej zadeklarowanej długości są nadmiarowe i mogą dowolną wartość.

  12. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa słowa konfiguracyjnego ADDR_W & CRC ADDR_W: liczba bitów pola adresu (max. = 40); większe liczby są ignorowane, CRC_L:0 - 8-bitów CRC, 1 - 16-bitów CRC, CRC_EN:0 -CRC nieaktywne, 1 -CRC aktywne

  13. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa słowa konfiguracyjnego Ogólna konfiguracja RX2_EN:0 – jeden kanał (1-szy), 1 – dwa kanały, CM:0 - nRF2401A w trybie Direct Mode, 1 - nRF2401A w trybie ShockBurst, RFDR_SB: 0 - 250kbps; 1 - 1Mbps,

  14. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa słowa konfiguracyjnego Ogólna konfiguracja XO_F – wybór częstotliwości kwarcu,

  15. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa słowa konfiguracyjnego Ogólna konfiguracja RF_PWR – wybór mocy nadajnika,

  16. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa słowa konfiguracyjnego Ogólna konfiguracja RF_CH#x – numer częstotliwości kanału x, RXEN– wybór kierunku transmisji: 0 – TX(nadawanie) 1– RX(odbiór) RF_CH# - 2400 MHz ÷2527 MHz RF_CH#2 =RF_CH1 + 8 MHz RF_CH#1 – kanał podstawowy, RF_CH#2 – kanał dodatkowy

  17. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa pakietu • Preambuła • 01010101 jeśli 1-szy bit adresu = 0 • 10101010 jeśli 1-szy bit adresu = 1 • jest automatycznie dołączana do pakietu przy nadawaniu, • jest automatycznie usuwana z pakietu przy odbiorze

  18. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Budowa pakietu • 2. Adres • Pole adresu - 8÷40 bitów • Jest automatycznie usuwany przy odbiorze • PAYLOAD • 256 – (Adres + CRC) • CRC • Sygnatura 8 lub 16 bitów, • Automatycznie usuwana przy odbiorze

  19. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zależności czasowe (timing) Sygnały i ich funkcje PWR_UP – stan wyłączenia –uśpienie, konfiguracja, działanie (RX lub TX) Stan aktywny CS – konfiguracja CE – działanie Port szeregowy CLK1/2 – zegar (kanał 1/2) DATA1/2 – liniatransmisji danych konfiguracyjnych lub radiowych

  20. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zależności czasowe (timing) Wprowadzanie w stan konfiguracji ≥ 3ms Tpd2cfgm – czas przejścia do stanu konfiguracji (z uśpienia)

  21. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zależności czasowe (timing) Wprowadzanie w stan aktywny – RX/TX ≥ 3ms Tpd2a – czas przejścia do stanu aktywnego RX/TX (z uśpienia)

  22. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zależności czasowe (timing) Sterowanie w trybie konfiguracji Tcs2data ≥ 10 µs; Ts, Th ≥ 500 ns Thmin ≥ 500 ns (CLK1 = 1) Tcs2data – odstęp pomiędzy sygnałem CS a konfiguracją

  23. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zależności czasowe (timing) Sterowanie w trybie TX (ShockBurst) Tce2data ≥ 10 µs Ts, Th ≥ 500 ns Tsby2txSB ≥ 300 µs Thmin ≥ 500 ns Tsby2txSB – czas przygotowania pakietu przed wysłaniem w „eter” Tce2data – odstęp pomiędzy sygnałem CE a stanem aktywnym TX

  24. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zależności czasowe (timing) Sterowanie w trybie RX (ShockBurst) Tce2data ≥ 10 µs Ts, Th ≥ 500 ns Tsby2rx ≥ 300 µs Thmin ≥ 500 ns Tsby2rxSB – czas przygotowania pakietu po odbiorze z „eteru” Tce2data – odstęp pomiędzy sygnałem CE a stanem aktywnym RX

  25. Krzysztof Jasiński S1 S0 S3 S4 S6 L=L-1, DATA=RC[L] L>0 t=t-1 t>0 t=t-1 t>0 PWR_UP=0 PWR_UP=1 / t=T3ms t=0 / CS_s=1 t=0 L=120 t=T 10µs S2 L=0 / CS_r=1, t=T10µs (OFF) t=t-1 t>0 PWR_UP=0 S5 t=0 t=t-1 t>0 t=0 L=0 / t=T300µs, CE_r=1 t=0 / TX[ ]=(AD[ ],BD[ ]) (L=LAD+LBD) A=1 / t=T 10µs, CE_s=1 S8 S9 S7 L>0 L=L-1, DATA=TX[L] t>0 t=t-1 A=0 A=PLUS v MINUS Transceiver nRF2401A:Sterowanie w trybie nadawania

  26. Krzysztof Jasiński S1 S0 S3 S4 S10 L=L-1, DATA=RC[L] L>0 t=t-1 t>0 t=t-1 t>0 PWR_UP=0 S8 PWR_UP=1 t=T3ms t=0 / CS_s=1 t=T10µs OE_s=1 t=0 / L=120, OE_r=1 S2 L=0 / OE_r=1, t=T10µs, CS_r=1 (OFF) write=0 / t=T10µs S5 t>0 t=t-1 DR1=1 DR1=0 CE_s=1 t=T 10µs write_s=1 TX[ ]=RX[ ] DR1=0 / CE_r=1 DR1=1 / L=8 t=0 / CE_s=1, t=T10µs S7 S9 S6 L>0 L=L-1, RX[L]=DATA t>0 t=t-1 write=1 / USB[ ]=TX[ ] Transceiver nRF2401A:Sterowanie w trybie odbioru

  27. Krzysztof Jasiński Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zasady transmisji • transmisja danych - szeregowa synchroniczna, • zegar CLK1/2 - Fmax ≤ 1 MHz, • wpis/odczyt danych - przy zmianie zegara: 0 -> 1 • kolejność przekazu - od MSB do LSB • odstęp pomiędzy • stanami aktywnymi - ≥ 10 µs

  28. Krzysztof Jasiński Wprowadzenie do tematyki projektów Transceiver (nadajnik- odbiornik) RF: - budowa i zasady działania, - parametry i konfiguracja, - sterowanie, wymagania czasowe • Konwerter USB <=> port równoległy (FPGA) - budowa i zasady działania, - sterowanie, obsługa transmisji • Wyświetlacz alfanumeryczny LCD - budowa i zasady działania - procedury obsługi, wymagania czasowe

  29. Krzysztof Jasiński FT245BMKonwerter USB <=> port równoległy

  30. Krzysztof Jasiński FT245BMSchemat blokowy

  31. Krzysztof Jasiński FT245BMSchemat wyprowadzeń

  32. Krzysztof Jasiński FT245BMOpis wyprowadzeń: magistrala danych

  33. Krzysztof Jasiński FT245BMOpis wyprowadzeń: sygnały sterujące Po odczycie RXF# zmienia wartość 0 =>1 (na krótko)

  34. Krzysztof Jasiński FT245BMOpis wyprowadzeń: sygnały interfejsu USB

  35. Krzysztof Jasiński FT245BM: opis wyprowadzeń - sygnały pamięci konfiguracyjnej

  36. Krzysztof Jasiński FT245BM: opis wyprowadzeń- sygnały sterujące (dodatkowe)

  37. Krzysztof Jasiński FT245BM:konfiguracja (full speed) - zasilanie z USB Filtr zasilania Rezystor konfiguracyjny (full speed)

  38. Krzysztof Jasiński FT245BM:diagram sterowania – cykl odczytu FIFO (z USB) Czas na przeładowanie rejestru FIFO Tabela wymagań czasowych

  39. Krzysztof Jasiński FT245BM:diagram sterowania – cykl zapisu FIFO (do USB) Czas na przeładowanie rejestru FIFO Tabela wymagań czasowych

  40. Krzysztof Jasiński Wprowadzenie do tematyki projektów Transceiver (nadajnik- odbiornik) RF: - budowa i zasady działania, - parametry i konfiguracja, - sterowanie, wymagania czasowe • Konwerter USB <=> port równoległy (FPGA) - budowa i zasady działania, - sterowanie, obsługa transmisji • Wyświetlacz alfanumeryczny LCD - budowa i zasady działania - procedury obsługi, wymagania czasowe

  41. Krzysztof Jasiński Wyświetlacz alfanumeryczny LCD (2x16) Transceiver (nadajnik- odbiornik) RF: - budowa i zasady działania, - parametry i konfiguracja, - sterowanie, wymagania czasowe • Konwerter USB <=> port równoległy (FPGA) - budowa i zasady działania, - sterowanie, obsługa transmisji • Wyświetlacz alfanumeryczny LCD - budowa i zasady działania - procedury obsługi, wymagania czasowe

  42. Krzysztof Jasiński Wyświetlacze LCD

  43. Krzysztof Jasiński Wyświetlacze tekstowe i graficzne

  44. Krzysztof Jasiński Konstrukcja wyświetlaczy LCD

  45. Krzysztof Jasiński Architektura wyświetlacza LCD

  46. Krzysztof Jasiński Wyświetlacz LCD - sterowanie

  47. Krzysztof Jasiński Wyświetlacz LCD – generator znaków

  48. Krzysztof Jasiński Wyświetlacz LCD – generator znaków cd.

  49. Krzysztof Jasiński Wyświetlacz LCD - sterowanie

  50. Krzysztof Jasiński Wyświetlacz LCD - sterowanie

More Related