Inbetriebnahme und Untersuchung der Möglichkeiten des Cypress PSoC Entwicklungssystems (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Im Laufe der Zeit wurden elektronische Geräte immer kleiner und vor allem preisgünstiger, dabei steigt die Anzahl der Funktionen weiter. Anfangs waren viele Röhren oder Transistoren nötig um einfachste Aufgaben zu lösen. Seit der Verfügbarkeit von integrierten Schaltkreisen mittlerer Dichte ist es mögliche ein Computersystem auf einer einzigen Leiterplatte unterzubringen. Durch Ändern der Software kann der gleiche Computer an verschiedene Aufgaben angepasst. Da Programme im Betrieb nachgeladen werden können, ist eine dynamische Anpassung an die jeweilige Betriebssituation möglich.
Durch Integration aller für eine programmierbare Steuerung nötigen Elemente auf einem Chip entstand der Mikrocontroller. Dieser war anfangs ein Computer geringer Leistung, welcher jedoch Programm- und Datenspeicher neben dem Mikroprozessor bereits auf dem Chip enthält. Nach und nach wurden leistungsfähigere System mit zusätzlichen Peripheriefunktionen entwickelt. Je mehr Komponenten in ein gemeinsames Bauteil verlagert werden, umso zuverlässiger und günstiger können die daraus gefertigten Produkte sein, denn die Anzahl einzelner Bauteilgehäuse und Verbindungsstellen reduziert sich.
In aktuellen Mikrocontrollern nehmen Peripheriekomponenten wie z. B. USB- und Netzwerkschnittstellen mehr Fläche in Anspruch als die Hauptkomponenten. Es werden ganze Computersystem auf einem Chip zusammengefasst, daher stammt die Bezeichnung System-on-Chip.
Problematisch ist noch die Kombination von Systemen verschiedener Anforderungskategorien auf einem gemeinsamen Chip. Das können z. B. Leistungsschalter für hohe Ströme und Spannungen neben hochintegrierten Rechnerstrukturen sowie präzisen Messschaltungen sein. Deshalb befinden sich der Spannungswandler zur Versorgung des Mikrocontrollers, der Controller selbst sowie analoge Komponenten, z. B. Signalverstärker meistens als separate Bauelemente auf der Platine.
Programmierbare analoge Bausteine z. B. von Anadigm ermöglichen es verschiedene analoge Funktionen in einem Bauteil zusammenzufassen und deren Parameter zur Laufzeit zu ändern. Diesen Bausteine haben den Nachteil, dass sie ihre Konfiguration von einem externen Speicher laden, der ebenfalls auf die Platine unterzubringen ist. Eine dynamische Anpassung ist nur durch einen zusätzlichen Mikrocontroller möglich.
Eine Ein-Chip-Lösung mit analogen und digitalen programmierbaren Komponenten sowie einem Mikrocontroller mit nicht flüchtigem Programmspeicher wird [...]