CyClocks - programowane generatory zegarowe

Elektronika Praktyczna 10/2000

P O D Z E S P O Ł Y

SkrÛt ten, po rozwiniÍ-

ciu do Field Programmable
Frequency  Timing  Genera-
tor,  sugeruje  zwi¹zki  pro-
gramowalnych  generatorÛw
z † k l a s y c z n y m i   u k ³ a d a m i
PLD (bo Field Programmab-
le...),  ale  jest  to  w†znacz-
nym stopniu chwyt marke-
tingowy,  wynikaj¹cy  z†ros-
n¹cej popularnoúci uk³adÛw
programowalnych.

Budowa uk³adÛw
CyClocks

W†sk³ad rodziny CyC-

locks wchodzi aktualnie 12
typÛw programowanych ge-
neratorÛw, ktÛre - po bliø-
szym przyjrzeniu siÍ - oka-
zuj¹ siÍ byÊ programowa-
nymi dzielnikami zintegro-

Technika programowania

konfiguracji uk³adÛw

wkroczy³a juø takøe do

generatorÛw zegarowych,

czego pierwszym przejawem

by³y opracowania firm

Dallas i†Epson, nieco

rozwiniÍte przez Cypressa

w†linii produktÛw

nazwanych FPFTG.

nych  wspÛ³czynnikach  po-
dzia³u  czÍstotliwoúci  i†jed-
n¹ pÍtlÍ fazow¹, za pomo-
c¹ ktÛrej moøna doúÊ swo-
bodnie zwiÍkszaÊ czÍstotli-
woúÊ  wejúciow¹  programo-
wanych dzielnikÛw. Zakres
generowanych przez uk³ady
C Y 2 0 7 1 A   c z Í s t o t l i w o ú c i
w y j ú c i o w y c h

w y n o s i

500kHz..100MHz  (w  wersji
programowanej  przez  uøyt-
k o w n i k a ) .   U k ³ a d   m o ø e
wspÛ³pracowaÊ  z†zewnÍt-
rznym  kwarcem  lub  byÊ
taktowany  przez  prostok¹t-
ny sygna³ zewnÍtrzny.

Nieco inn¹ strukturÍ

maj¹ uk³ady z†serii precy-
z y j n y c h

g e n e r a t o r Û w

CY2037 (rys. 2). CzÍstotli-
woúÊ odniesienia wytwarza-
na w†generatorze moøe byÊ
m n o ø o n a   l u b   d z i e l o n a
w†bardzo szerokim zakresie,
przy  czym  wspÛ³czynnik
p o d z i a ³ u / m n o ø e n i a   j e s t

wanymi z†syntezerami czÍs-
t o t l i w o ú c i w y k o n a n y m i
w†oparciu o†pÍtle PLL.

Na rys. 1 znajduje siÍ

schemat blokowy generato-
rÛw z†serii CY2071A, ktÛre
wyposaøone s¹ w†trzy wyj-
úcia o†niezaleønie ustala-

ustalany przez wewnÍtrzny
22-bitowy  rejestr.  Przebieg
o†tak ustalonej czÍstotliwoú-
ci  moøna  dodatkowo  po-
dzieliÊ w†dzielniku wyjúcio-
wym  o†binarnych  wspÛ³-
c z y n n i k a c h

p o d z i a ³ u

1:1..128.  Poniewaø  uk³ady
CY2037 s¹ przeznaczone do
aplikacji wymagaj¹cych du-
øej  dok³adnoúci  generowa-
nych czÍstotliwoúci, produ-
cent przewidzia³ moøliwoúÊ
skorygowania  parametrÛw
kwarcu  za  pomoc¹  dodat-
k o w y c h ,   w e w n Í t r z n y c h
kondensatorÛw  prze³¹cza-
nych przez klucze tranzys-
torowe (rys. 3).

T a k ø e u k ³ a d y s e r i i

C Y 2 9 0 7   s ¹   w y p o s a ø o n e
w † p o j e d y n c z e   w y j ú c i e
o†czÍstotliwoúci  programo-
w a n e j

w † p r z e d z i a l e

0,5..100MHz  i†jednym  wyj-
úciem  referencyjnym  (rys.
4),  na  ktÛrym  wystÍpuje

Rys. 1.

Rys. 2.

Rys. 3.

P O D Z E S P O Ł Y

Elektronika Praktyczna 10/2000

s y g n a ³   o † c z Í s t o t l i w o ú c i
u s t a l o n e j   w † s y n t e z e r z e
z†PLL.  UniwersalnoúÊ  tej
rodziny  uk³adÛw  zwiÍksza
programowana  przez  uøyt-
kownika w†pamiÍci EPROM
16-pozycyjna  tabela  stero-
w a n a   w e j ú c i a m i   S 0 . . 3 .
DziÍki  temu  uøytkownik
moøe  w†dowolnej  chwili
zmieniÊ  czÍstotliwoúÊ  syg-
n a ³ u   n a   w y j ú c i u   C L K A
u k ³ a d u   n a   j e d n ¹   z † 1 6
wczeúniej  ustalonych  war-
toúci.

Jednymi z†najbardziej

rozbudowanych  funkcjonal-
nie  uk³adÛw  CyClocks  s¹
r o d z i n y   C Y 2 2 9 1 / 2 2 9 2 .
W†ich  strukturze  wewnÍt-
rznej  znajduj¹  siÍ  aø  trzy
powielacze  czÍstotliwoúci
z†pÍtlami PLL (rys. 5), ktÛ-
re umoøliwiaj¹ wraz z†we-
w n Í t r z n y m i   d z i e l n i k a m i
programowanymi  uzyskanie
na wyjúciach aø 7†rÛønych
czÍstotliwoúci,  przy  czym
czÍstotliwoúÊ  sygna³u  na

wyjúciu  CLKF  moøe  byÊ
zmieniana  z†zewn¹trz  za
pomoc¹ 3-bitowego wejúcia
k o n f i g u r a c y j n e g o   S 0 . . 2 .
Wartoúci czÍstotliwoúci od-
powiadaj¹ce poszczegÛlnym
nastawom  uøytkownik  mo-
øe samodzielnie zaprojekto-
waÊ  i†zapamiÍtaÊ  w†we-
wnÍtrznej pamiÍci konfigu-
racji typu EPROM. Uk³ady
CY2291  maj¹  dodatkowo
wbudowany  gene-
rator sygna³u zega-
rowego  32,768kHz
d l a   z e g a r a   R T C
wykorzystywanego
w†systemie.  Gene-
rator ten jest zasi-
l a n y   n i e z a l e ø n i e
od  reszty  uk³adu,
dziÍki czemu moø-
na go wykorzystaÊ
w†systemach  okre-
sowo wy³¹czanych.

W s z y s t k i e

p r z e d s t a w i o n e
w†artykule uk³ady
s ¹ w y p o s a ø o n e

Rys. 4.

w†szereg funkcji u³atwiaj¹-
cych  oszczÍdzanie  energii
( m . i n .   m o ø l i w o ú Ê   p r a c y
z†niskimi  napiÍciami  zasi-
laj¹cymi), a†takøe elementy
minimalizuj¹ce  zniekszta³-
cenia  czasowe  przebiegÛw
wyjúciowych.  DziÍki  temu
moøna  je  stosowaÊ  w†no-
woczesnych systemach cyf-
rowych  o†duøej  szybkoúci
dzia³ania. Jednym z†podsta-
w o w y c h   o b s z a r Û w   i c h
przemys³owego  stosowania
s¹ p³yty g³Ûwne kompute-
r Û w   P C ,   l e c z   d z i Í k i
o g r o m n e j   e l a s t y c z n o ú c i
i†doúÊ  atrakcyjnej  cenie
mog¹  z†powodzeniem  za-
st¹piÊ generatory czÍstotli-
woúci  systemowych,  wy-
twarzane  w†sposÛb  ìdys-
kretnyî.

Projektowanie
i†programowanie
CyClocks

Poniewaø struktury we-

wnÍtrzne poszczegÛlnych
typÛw uk³adÛw rodziny

CyClocks  s¹  bardzo  rÛøne
rÍczne  programowanie  ich
nastaw  jest  doúÊ  trudne
i†ma³o  efektywne.  Z†tego
w³aúnie  powodu  Cypress
bezp³atnie  udostÍpnia  na-
rzÍdzie programowe, dziÍki
ktÛremu praca uøytkownika
sprowadza  siÍ  do  podania
czÍstotliwoúci  na  wejúciu
i†oczekiwanych  na  wyj-

úciach wartoúci czÍstotli-
woúci przebiegÛw.

P r a c a n a d p r o j e k t e m

rozpoczyna siÍ od wybra-
n i a   u k ³ a d u   d o c e l o w e g o
(rys.  6).  NastÍpnie  w†ok-
nach  edycyjnych  (rys.  7)
n a l e ø y   w p i s a Ê   ø ¹ d a n e
w a r t o ú c i   c z Í s t o t l i w o ú c i
oraz okreúliÊ rolÍ wypro-
w a d z e Ò   r e a l i z u j ¹ c y c h
dwie funkcje. Program au-
tomatycznie  wylicza  moc
p o b i e r a n ¹   p r z e z   u k ³ a d ,
w†zaleønoúci  od  ustalo-
nych  przez  uøytkownika
p a r a m e t r Û w   p r z e b i e g Û w
wyjúciowych.

Poniewaø uk³ady CyC-

locks  nie  s¹  oznaczane
symbolami w†sposÛb syste-
m a t y c z n y ,   p o z w a l a j ¹ c y
uøytkownikowi ³atwo zapa-
m i Í t a Ê   i c h   m o ø l i w o ú c i ,
program  narzÍdziowy  wy-
p o s a ø o n o   w † d o s k o n a l e
przygotowan¹  pomoc.  Za-
warto  w†niej  podstawowe
opisy  wszystkich  uk³adÛw
obs³ugiwanych  przez  pro-

gram  (rys.  8),  wraz
z†opisem  wyprowadzeÒ
i†uproszczonym  sche-
matem  struktury  we-
wnÍtrznej. DziÍki temu

uøytkownik nie musi zbyt
czÍsto siÍgaÊ do dodatko-
wej dokumentacji, aby zna-
leüÊ podstawowe informa-
cje.

Po zadaniu wszystkich

parametrÛw program gene-
ruje plik z†opisem konfigu-
r a c j i p a m i Í c i E P R O M
w†formacie JEDEC. Dodatko-
wo jest tworzona dokumen-

Rys. 5.

Rys. 6.

Elektronika Praktyczna 10/2000

P O D Z E S P O Ł Y

tacja do projektu, ktÛra za-
wiera najwaøniejsze infor-
macje dotycz¹ce realizowa-
nego projektu (rys. 9).

D o ú Ê k ³ o p o t l i w e j e s t

p r o g r a m o w a n i e   u k ³ a d Û w
CyClocks, poniewaø dostÍp-
ny jest tylko jeden progra-
mator  potrafi¹cy  je  zapro-
gramowaÊ - specjalizowany
programator  CY3670  firmy
Cypress. Jego cena nie jest
b a r d z o

w y s o k a

( o k .

200USD),  ale  bior¹c  pod
uwagÍ,  øe  w†normalnych
warunkach  konstruktorzy
stosunkowo rzadko s¹ zmu-
szeni z†niego korzystaÊ, jest
to  doúÊ  powaøna  inwesty-
cja.
Andrzej Gawryluk, AVT

Rys. 7.

Rys. 8.

Rys. 9.

M a t e r i a ³ y d o t y c z ¹ c e

uk³adÛw  CyClock  s¹  do-
stÍpne  w†Internecie  pod
adresami:  http://www.cyp-
r e s s . c o m / c l o c k / d a t a s -
heets.html,  http://www.cyp-
r e s s . c o m / c l o c k / a p -
p n o t e s . h t m l ,

h t t p : / /

www.cypress.com/design/se-
lectors/product/timi.htm.

Program do konfiguro-

wania  uk³adÛw  CyClocks
dostÍpny  jest  w†Internecie
p o d   a d r e s e m   h t t p : / /
w w w . c y p r e s s . c o m / d e s i g n /
progprods/clock/clocks.html.

Noty katalogowe oraz

program do konfigurowania
uk³adÛw CyClocks dostÍpne
s¹ na p³ycie CD-EP10/2000
w†katalogu \CyClocks.

Elektronika Praktyczna 10/2000