Introducción a los circuitos integrados PSoC

Nos es grato presentar el primero de una larga serie de artículos relacionados con los circuitos integrados PSoC de la empresa Cypress Semiconductor de USA, este es el primer “post” sobre estos fabulosos dispositivos, hoy se muestra la introducción solamente, pero en un futuro no muy lejano se mostrarán video tutoriales sobre su programación y algunas aplicaciones que se tienen planeados hacer aquí en el grupo de sistemas digitales del ITESI.

¿Qué significa PSoC?

PSoC Es la abreviación de Programmable System On Chip que significa sistema programable en un solo circuito integrado, es una tecnología muy novedosa (bueno, apareció por el 2003, quizá exagere y ya no sea tan novedosa :) que me permite elegir bloques analógicos o digitales en el mismo circuito integrado, también le llaman circuitos integrados de señal mixta. La siguiente figura muestra un chip con algunos de los componentes que tiene un PSoC

¿Qué tal? Por fin se hizo realidad el sueño de todo diseñador electrónico, tener componentes tanto digitales como analógicos ¡en un solo circuito integrado!.

El PSoC usa como núcleo de procesamiento un microcontrolador muy versátil, pero además, el chip cuenta con una serie de periféricos analógicos y digitales, los cuales se pueden modificar para crear de forma interna, filtros analógicos y digitales, amplificadores, comparadores, convertidores analógicos de varios tipos y resolución, moduladores de ancho de pulso (PWM) de 8, 16, 32 Bits, contadores de 8, 16, 32 Bits entre muchos otros componentes, el microcontrolador se pueden programar usando lenguaje C o Ensamblador y el software para configurar los módulos es muy amigable como se verá en el futuro.

Familias de dispositivos PSoC

Hay tres diferentes familias de dispositivos PSOC:

   • La familia PSoC1 que usa una CPU llamada M8C
   • La familia PSoC2 que usa una CPU llamada 8051

   • La familia PSoC3 que usa una CPU llamada Arm Cortex M3

La familia PSoc 2 y PSoC3 son relativamente nuevas, en esta serie de artículos se estudia la familia PsoC1, por la sencilla razón de que, son los que tenemos en el laboratorio, por lo que de aquí en adelante al usar PSoC se habla únicamente de la familia PSoC1 y se usará indistintamente PSoC o PSoC1 como un solo término.

Características generales de los PSoC

Los chips PSoC como ya se ha mencionado cuenta con tres grandes bloques:

   • La CPU M8C

   • Los bloques analógicos

   • Los bloques digitales

En las siguientes secciones se enumeran las características generales de cada uno de estos tres grandes bloques:

Características de la CPU M8C

La unidad central de procesamiento de los PSoc tiene como características más importantes las siguientes.

• Bus del sistema de 8 bits

• Memoria flash de 32K bits de 29x66

• SRAM -2048 Bits en 29x66

• Controlador de interrupciones

• Fuentes de reloj interno de 930KHz – 24MHz

La figura siguiente resume estas características:

Bloques analógicos de un PSoC

Los PSoC tienen varias funciones analógicas que pueden variar entre dispositivos de la misma familia pero en términos generales un PSoC tiene los siguientes bloques analógicos que el usuario puede configurar y usar:

• ADC (Convertidor analógico - digital) incremental de 6 a 14 bits

• ADC Delta Sigma de 6 a 14 bits

• DCA (Convertidor digital - analógico) 6,8 Y 9 Bits

• Filtros pasa bajas

• Filtros pasa banda

• Marcador DTMF (“Dual Tone Multi-Frequency”, multifrecuencia por tonos duales)

• Modulador

• Detector de picos

• Convertidor voltaje a corriente

• Amplificadores de ganancia programable

• Amplificadores instrumentales

• Amplificadores de inversión

• Comparadores programables

• Comparadores de histéresis

• Comparadores de cruce cero

Bloques digitales de un PSoC

Enseguida se resumen los bloques o funciones digitales que tienen la mayoria de los PSoCs:

• Temporizador de 8, 16, 24 y 32 bits

• Contador de 8,16,24 y 32 bits

• Modulador de ancho de pulso 8,16,24 y 32 bits

• Generador de banda muerta de 8,16,24 y 32 bits

• Comprobación de redundancia cíclica

• Interfaz de comunicaciones I2C

Ventajas de usar los PSoC

Los PSoC tiene una gran cantidad de ventajas que supera a muchas familias de microcontroladores, algunas se enumeran enseguida:

• Cuenta con bloques analógicos y digitales en un solo chip.

• El software es muy amigable ya que permite programar el PSoC en un lenguaje parecido al C e incluso puedo programar el PSoC sin necesidad de código alguno.

• Este tipo de arquitectura es muy flexible, ya que me permite cambiar las configuraciones de los periféricos analógicos y/o digitales según nuestras necesidades o si los resultados obtenidos no son satisfactorios. Estas configuraciones se realizan vía software.

• Dispone de una librería muy amplia de periféricos, alrededor de 50 componentes en un único chip

• Con los PSoCs podemos abarcar un amplio abanico de aplicaciones que al estar integrados tantos periféricos dentro de un único encapsulado, se consigue reducir el tamaño del circuito electrónico de manera considerable y esto repercute en un descenso de los costes de fabricación del circuito impreso.

Bueno aquí terminamos nuestro primer post sobre los PSoC de Cypress, ojala que haya quedado bien claro lo que es, y los componentes con los que cuenta, el próximo articulo se analizará un PSoC en especifico el PSoC CY8C29466 qué es con el que realizaremos los diseños electrónicos.