1 / 42

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

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

  2. 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 Krzysztof Jasiński

  3. 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) Krzysztof Jasiński

  4. Transceiver nRF2401A Schemat blokowy Krzysztof Jasiński

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

  6. 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.) Krzysztof Jasiński

  7. 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.) Krzysztof Jasiński

  8. 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: Krzysztof Jasiński

  9. Transceiver nRF2401A:Budowa słowa konfiguracyjnego Krzysztof Jasiński

  10. 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 Krzysztof Jasiński

  11. 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. Krzysztof Jasiński

  12. 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 Krzysztof Jasiński

  13. 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, Krzysztof Jasiński

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

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

  16. 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 Krzysztof Jasiński

  17. 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 Krzysztof Jasiński

  18. 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 Krzysztof Jasiński

  19. 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 Krzysztof Jasiński

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

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

  22. Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zależności czasowe (timing) Sterowanie w trybie konfiguracji Td≥ 50 ns; Tcs2data ≥ 10 µs; Ts, Th ≥ 500 ns Thmin ≥ 500 ns (CLK1 = 1) Tcs2data – odstęp pomiędzy sygnałem CS a konfiguracją Krzysztof Jasiński

  23. Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zależności czasowe (timing) Sterowanie w trybie TX (ShockBurst) Td≥ 50 ns; 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 Krzysztof Jasiński

  24. Transceiver nRF2401A:Sterowanie – zależności czasowe (timing) Sterowanie w trybie RX (ShockBurst) Td≥ 50 ns; 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 Krzysztof Jasiński

  25. S3 S0 S1 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 Krzysztof Jasiński

  26. 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 Krzysztof Jasiński

  27. 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 Krzysztof Jasiński

  28. 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 Krzysztof Jasiński

  29. FT245BMKonwerter USB <=> port równoległy Krzysztof Jasiński

  30. FT245BMKonwerter USB <=> port równoległy Krzysztof Jasiński

  31. FT245BMSchemat blokowy Krzysztof Jasiński

  32. FT245BMSchemat wyprowadzeń Krzysztof Jasiński

  33. FT245BMOpis wyprowadzeń: magistrala danych Krzysztof Jasiński

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

  35. FT245BMOpis wyprowadzeń: sygnały interfejsu USB Krzysztof Jasiński

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

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

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

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

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

  41. 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 Krzysztof Jasiński

  42. 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 Krzysztof Jasiński

More Related