Mikroprocesorowe Układy Sterowania

MIKROPROCESOROWE UKŁADY STEROWANIA

Prowadzący: dr inż. Paweł Szczepankowski

e-mail: pszczep@ely.pg.gda.pl

telefon: 58 3471139

WYKŁAD 1. Warsztat pracy inżyniera MUS

oscyloskop analizator stanów generator

rejestratory USBmultimetr

narzędzia pomiarowe

WYKŁAD 1. Warsztat pracy inżyniera MUS

układy FPGA zestaw ewaluacyjny

z ARM

systemy

przenośne

„starter-kit”konwertery USB

zestawy startowe

WYKŁAD 1. Warsztat pracy inżyniera MUS

emulator

JTAG dla AVR

Emulator dla ADSP-

21XXX JTAG-ICE

Tani emulator

dla DSP ti

XDS100

emulator JTAG

z separacją optycznąprogramator USB-

Blaster dla FPGA

programatory i emulatory

programator

uniwersalny

WYKŁAD 1. Warsztat pracy inżyniera MUS

montaż BGA stacja lutownicza stacja

rozlutowująca

lutowanie gazowe

nasadka na dyszę

pinceta

sprzęt lutowniczy

odsysaczplecionka

WYKŁAD 1. Warsztat pracy inżyniera MUS

Edytory

Symulatory

Kompilatory

Programy debugujące

Konsole

oprogramowanie wspomagające

ŚRODOWISKA

IDE

Integrated Development

Environment

Przykłady:

Texas Instruments – Code Composer Studio

Analog Devices – VisualDSP++

Atmel – AVR Studio

8051 – KEIL

Altera – Quartus

WYKŁAD 1. Warsztat pracy inżyniera MUS

MATLAB

ModelSim

TCAD

PSIM

PSPICE

poszukiwanie i weryfikacja algorytmów

Przykłady:

Pożądane możliwości środowiska

(1) Bloki użytkownika pisane w „C”

(2) Konwersja z postaci blokowej

(symbolicznej) na kod „C”

(3) Zachowanie standardów i

zgodności z ANSI C (VHDL)

(4) Możliwość przeniesienia kodu na

wskazaną platformę procesorową

(strukturę cyfrową)

(5) Współpraca z zestawami

ewaluacyjnymi (starter-kit, SDK

itp.)

WYKŁAD 1. Warsztat pracy inżyniera MUS

dokumentacja techniczna i zasoby sieciowe

Dokumentacja

producenta układu

Wiki

Forum

Publikacje

Książki

Przykłady dołączone do

DSK/EVM/SDK

WYKŁAD 1. Podstawy projektowania obwodów drukowanych dla modułów sterowania

Budowa PCB – ang. „printed circuit board”

WARSTWY:

Top overlay

Top solder

Top layer

Internal layer

Internal plane

Bottom layer

Bottom solder

Bottom overlay

Keep out layer

Mechanical layers

Multi layer

Drill drawing

WYKŁAD 1. Podstawy projektowania obwodów drukowanych dla modułów sterowania

Budowa PCB – 256 BGA na 2 warstwach…

WYKŁAD 1. Podstawy projektowania obwodów drukowanych dla modułów sterowania

Ułożenie warstw dla częstotliwości < 300 MHz

WADY:

- mniejsza pojemność zasilania

- większe szumy oraz propagacja EMI

- wymagana większa liczba kondensatorów

blokujących

ZALETY:

- łatwiejsze projektowanie ścieżek i

przelotek

- brak wymagania kontroli długości

ścieżki oraz impedancji

WYKŁAD 1. Podstawy projektowania obwodów drukowanych dla modułów sterowania

Ułożenie warstw dla częstotliwości > 300 MHz

WADY:

- trudniejsze prowadzenie ścieżek i

przelotek

- często wymagana jest kontrola długości

- kontrola impedancji

ZALETY:

- większa pojemność zasilania

- mniejsze szumy oraz EMI

- większe częstotliwości pracy

magistral

WYKŁAD 1. Podstawy projektowania obwodów drukowanych dla modułów sterowania

Budowa PCB – założenia projektowe

Mechanika:

- rozmiary

- mocowania

Budowa PCB

- liczba warstw sygnałowych

- liczba warstw zasilania (GND, rdzeń, IO itp.)

- weryfikacja możliwości montażu

- minimalna odległość między elementami

- minimalna szerokość ścieżki

- minimalna średnica otworu

Dokładnie przeczytaj

wymagania

technologiczne firmy

wytwarzającej PCB

WYKŁAD 1. Podstawy projektowania obwodów drukowanych dla modułów sterowania

wymagania projektowe

1. Schematy ideowe

2. Projekt PCB

3. Biblioteki symboli

4. Biblioteki obudów

Schemat ideowy oraz PCB projektuje się

wykorzystując biblioteki, które można stworzyć

samemu lub skorzystać z istniejących

WYKŁAD 1. Podstawy projektowania obwodów drukowanych dla modułów sterowania

przykład realizacji

Wizualizacja PCB

w programie ALTIUM

Zmontowane PCB

WYKŁAD 1. Literatura

•Barski M., Jędruch W. - Układy cyfrowe i mikroprocesory, PG, Gdańsk 1985

•Ćwirko R., Rusek M., Marciniak W. - Układy scalone w pytaniach i odpowiedziach, WNT, Warszawa 1987

•De Micheli G. - Synteza i optymalizacja układów cyfrowych, WNT, Warszawa 1998

•Gajewski P., Turczyński J. - Cyfrowe układy scalone CMOS, WKiŁ, Warszawa 1990

•Głocki W. - Układy cyfrowe, WSZiP, Warszawa 2002

•Górecki P. – Układy cyfrowe, pierwsze kroki, Wydawnictwo BTC, Warszawa 2004

•Górski K. – Timer 555 w przykładach, Wydawnictwo BTC, Warszawa 2005

•Kalisz J. – Język VHDL w praktyce, WKiŁ, Warszawa 2002

•Kalisz J. - Podstawy elektroniki cyfrowej, WKiŁ, Warszawa 2002

•Łakomy M., Zabrodzki J. - Cyfrowe układy scalone CMOS, PWN, Warszawa 1991

•Łakomy M., Zabrodzki J. - Cyfrowe układy scalone, PWN, Warszawa 1986

•Łuba T., Zbierzchowski B. - Komputerowe projektowanie układów cyfrowych, WKił, Warszawa 2000

•Łuba T. - Synteza układów logicznych, WSISiZ, Warszawa 2000

•Łuba T., Jasiński K., Zbierzchowski B. - Specjalizowane układy cyfrowe w strukturach programowalnych PLD i FPGA, WKiŁ,

Warszawa 1997

•Łuba T., Zbierzchowski B. – Komputerowe projektowanie układów cyfrowych, WKiŁ, Warszawa 2000

•Łuba T. (praca zbiorowa) – Synteza układów cyfrowych, WKiŁ , Warszawa 2003

•Majewski W. - Moduły logiczne w syntezie układów cyfrowych, WKiŁ, Warszawa 1992

•Noga K. - Laboratorium Podstaw Techniki Cyfrowej, skrypt, WSM Gdynia 2002, wydanie trzecie poprawione,

2005 wydanie 4 w wersji elektronicznej

•Pasierbiński J., Zbysiński P. - Układy programowalne w praktyce, WKiŁ, Warszawa 2004, wydanie drugie

•Piecha J. - Elementy i układy cyfrowe, PWN, Warszawa 1990

•Pieńkos J., Turczyński J. - Układy scalone TTL w systemach cyfrowych, WKiŁ, Warszawa 1986

•Sasal W. - Układy scalone serii UCA / UCY 74. Parametry i zastosowania, WKiŁ, Warszawa 1985

•Skorupski A. - Podstawy techniki cyfrowej, WKiŁ, Warszawa 2001

•Traczyk T. - Układy cyfrowe. Podstawy teoretyczne i metody syntezy, WNT, Warszawa 1986

• Tyszer J., Mrugalski G. – Układy cyfrowe. Zbiór zadań z rozwiązaniami. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2002

•Wilkinson B. - Układy cyfrowe, WKiŁ, Warszawa 2000

•Zbysiński P, Pasierbiński J. – Układy programowalne, pierwsze kroki, Wydawnictwo BTC, Warszawa 2002, wydanie drugie 2004

•Zieliński B.- Układy mikroprocesorowe. Przykłady rozwiązań. Wydawnictwo Helion, 2002

•Zwoliński M. – Projektowanie układów cyfrowych z wykorzystaniem języka VHDL, WKiŁ, Warszawa 2002