Ciprés PSoC

PSoC ( sistema programable en un chip ) es una familia de circuitos integrados de microcontroladores desarrollados originalmente por Cypress Semiconductor . Tras la adquisición de Cypress por parte de Infineon Technologies en 2020, la línea de productos ha sido fabricada y comercializada por Infineon.

Históricamente, la arquitectura del microcontrolador PSoC combinaba un núcleo de CPU con matrices de señal mixta de periféricos analógicos y digitales programables, lo que permitía a los diseñadores configurar las funciones del sistema dentro del dispositivo. Los dispositivos PSoC más recientes incorporan características comunes en microcontroladores de 32 bits, como núcleos basados ​​en Arm Cortex y periféricos de comunicación integrados.

En 2002, Cypress comenzó a enviar cantidades comerciales del PSoC 1. ^{[ 1 ]} Para promocionar el PSoC, Cypress patrocinó un "Desafío de diseño del PSoC" en la revista Circuit Cellar en 2002 y 2004. ^{[ 2 ]}

En abril de 2013, Cypress lanzó la cuarta generación, PSoC 4. El PSoC 4 cuenta con una CPU ARM Cortex-M0 de 32 bits, con bloques analógicos programables ( amplificadores operacionales y comparadores), bloques digitales programables ( UDB basados ​​en PLD ), enrutamiento programable y GPIO flexible (enrutamiento de cualquier función a cualquier pin), un bloque de comunicación serial (para SPI, UART, I²C ) , un bloque ^de temporizador/contador/PWM y más. ^{[ 3 ]}

El PSoC se utiliza en dispositivos tan sencillos como los cepillos de dientes Sonicare y las zapatillas Adidas, y tan complejos como el decodificador TiVo . Un PSoC implementa la detección capacitiva para la rueda de desplazamiento táctil del iPod de Apple .

En 2014, Cypress amplió la familia PSoC 4 integrando una radio Bluetooth de bajo consumo junto con un SoC basado en PSoC 4 Cortex-M0 en un único chip monolítico.

En 2016, Cypress lanzó PSoC 4 S-Series, que incorpora una CPU ARM Cortex-M0+ . ^{[ 4 ]}

En abril de 2020, Infineon Technologies completó la adquisición de Cypress Semiconductor por aproximadamente 9.000 millones de euros, integrando la familia PSoC en la cartera de microcontroladores más amplia de Infineon. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Un circuito integrado PSoC se compone de un núcleo, bloques analógicos y digitales configurables, y enrutamiento e interconexión programables. Los bloques configurables de un PSoC son la principal diferencia con respecto a otros microcontroladores.

El PSoC cuenta con tres espacios de memoria independientes: memoria SRAM paginada para datos, memoria Flash para instrucciones y datos fijos, y registros de E/S para controlar y acceder a los bloques lógicos y funciones configurables. El dispositivo se fabrica utilizando tecnología SONOS .

PSoC se asemeja a un ASIC : se pueden asignar bloques con una amplia gama de funciones e interconectarlos en el chip. A diferencia de un ASIC, no se requiere ningún proceso de fabricación especial para crear la configuración personalizada  ; solo se necesita el código de inicio que crea el IDE PSoC Designer (para PSoC 1) o PSoC Creator (para PSoC 3/4/5) de Cypress .

El PSoC se asemeja a un FPGA en el sentido de que al encenderlo debe configurarse, pero esta configuración se realiza cargando instrucciones desde la memoria Flash integrada.

PSoC se asemeja mucho a un microcontrolador combinado con un PLD y un circuito analógico programable. El código se ejecuta para interactuar con las funciones periféricas especificadas por el usuario (denominadas "Componentes"), mediante API y rutinas de interrupción generadas automáticamente. PSoC Designer o PSoC Creator generan el código de configuración de inicio. Ambos integran API que inicializan los componentes seleccionados por el usuario según sus necesidades en una interfaz gráfica de usuario similar a Visual Studio .

Bloques analógicos y digitales configurables

Mediante bloques analógicos y digitales configurables, los diseñadores pueden crear y modificar aplicaciones embebidas de señal mixta. Los bloques digitales son máquinas de estados que se configuran mediante los registros de los bloques. Existen dos tipos de bloques digitales: bloques de construcción digitales (DBBxx) y bloques de comunicación digital (DCBxx). Solo los bloques de comunicación pueden contener módulos de usuario de E/S serie, como SPI, UART, etc.

Cada bloque digital se considera un recurso de 8 bits que los diseñadores pueden configurar mediante funciones digitales predefinidas o módulos de usuario (UM), o bien, combinando bloques, convertirlos en recursos de 16, 24 o 32 bits. La concatenación de UM es la forma de crear moduladores por ancho de pulso (PWM) y temporizadores de 16 bits.

Existen dos tipos de bloques analógicos. Los bloques de tiempo continuo (CT) se componen de un circuito amplificador operacional y se designan como ACBxx, donde xx es 00–03. El otro tipo son los bloques de conmutación (SC), que permiten flujos de señales analógicas complejos y se designan como ASCxy, donde x es la fila e y es la columna del bloque analógico. Los diseñadores pueden modificar y personalizar cada módulo para adaptarlo a cualquier diseño.

Existen cinco familias diferentes de dispositivos, cada una basada en un núcleo de microcontrolador distinto:

• PSoC 1 – Serie CY8C2xxxx – Núcleo M8C.
• PSoC 3 – Serie CY8C3xxxx – Núcleo 8051 .
• PSoC 4 – Serie CY8C4xxxx – Núcleo ARM Cortex-M0 . ^{[ 7 ]}
• PSoC 5/5LP – Serie CY8C5xxxx – Núcleo ARM Cortex-M3 .
• PSoC 6 – Serie CY8C6xxxx – Núcleo ARM Cortex-M4 con un núcleo ARM Cortex-M0+ añadido (en algunos modelos). ^{[ 8 ]}

Bluetooth de bajo consumo

A partir de 2014, Cypress comenzó a ofrecer dispositivos PSoC 4 BLE con Bluetooth Low Energy (Bluetooth Smart) integrado. Esto se puede usar para crear productos conectados aprovechando los bloques analógicos y digitales. ^{[ 9 ]} Los usuarios pueden agregar y configurar el módulo BLE directamente en PSoC Creator. Cypress también proporciona una pila completa de Bluetooth Low Energy con licencia de Mindtree con funcionalidad tanto periférica como central. ^{[ 10 ]} La serie PSoC 6 incluye versiones con BLE que incluyen características de Bluetooth 5 , como mayor alcance o mayor velocidad.

PSoC 4/5

La cantidad de documentación para todos los chips ARM es abrumadora, especialmente para los principiantes. La documentación de los microcontroladores de décadas pasadas cabría fácilmente en un solo documento, pero a medida que los chips han evolucionado, también lo ha hecho la documentación. La documentación completa de todos los chips ARM es particularmente difícil de comprender, ya que consta de documentos del fabricante del circuito integrado ( Cypress Semiconductor ) y del proveedor del núcleo de la CPU ( ARM Holdings ).

Un árbol de documentación típico de arriba hacia abajo es: sitio web del fabricante, diapositivas de marketing del fabricante, hoja de datos del fabricante para el chip físico exacto, manual de referencia detallado del fabricante que describe los periféricos comunes y los aspectos de una familia de chips físicos, guía de usuario genérica del núcleo ARM, manual de referencia técnica del núcleo ARM, manual de referencia de la arquitectura ARM que describe el/los conjunto(s) de instrucciones.

Estructura de la documentación de PSoC 4/5 (de arriba a abajo)

1. Sitio web de PSoC.
2. Diapositivas de marketing de PSoC.
3. Hoja de datos del PSoC.
4. Manuales de referencia de PSoC.
5. Sitio web principal de ARM.
6. Guía de usuario genérica del núcleo ARM.
7. Manual de referencia técnica del núcleo ARM.
8. Manual de referencia de la arquitectura ARM.

Cypress Semiconductor dispone de documentación adicional, como manuales de usuario de placas de evaluación, notas de aplicación, guías de inicio rápido, documentación de la biblioteca de software, erratas y más. Consulte la sección Enlaces externos para acceder a la documentación oficial de PSoC y ARM.

• Arquitectura ARM , lista de núcleos de microprocesadores ARM , ARM Cortex-M
• Sistemas embebidos
• Matriz analógica programable en campo
• Interrupción , controlador de interrupciones , comparación de sistemas operativos en tiempo real
• JTAG
• Microcontrolador ( lista de microcontroladores comunes )
• Computación reconfigurable
• Microcontrolador de placa única

Documentos oficiales de PSoC

• Sitio web oficial de PSoC
  • Software PSoC Designer para la familia PSoC 1
  • Software PSoC Creator para las familias PSoC 3 / 4 / 5LP
  • Software PSoC Programmer para las familias PSoC 1 / 3 / 4 / 5LP

Documentos oficiales de ARM para PSoC 4/5

Otro

• Desarrollador de PSoC
• Tutoriales de PSoC para expertos en IoT
• Psoc-chile El primer sitio web en español sobre Microcontrolador Psoc