В. Ломакин, vladimir_lomakin@macroteam.ru

ZFx86 и микросхема тактового генератора фирмы Cypress

Почему именно Cypress?

В ╧ 6 за 2001 год мы уже знакоми ли читателей с системами на кристалле ZFx86 фирмы ZF Micro Devices. В данном обзоре приведено описание построения оптимального варианта системы тактирования для ZFx86.

Микросхема CY2292F - строенный программируемый тактовый генератор с ФАПЧ - наиболее подходящее решение для построения тактовой системы ZFx86. Микросхема CY2292 способна генерировать и воспроизводить все тактовые сигналы, необходимые для работы ZFx86. Кроме этого, данный чип позволяет "на ходу" снижать скорость CPU и тактовую частоту шины PCI, что позволяет уменьшать потребляемую системой мощность. Также имеется возможность использовать одну из программируемых частот CY2292F для тактирования внешних устройств (например, для сетевого интерфейса или контроллера электронно-лучевой трубки).

Структурная схема ИС CY2292F приведена на рисунке.

Рисунок 1. Структура генератора CY2292F

Необходимые дополнительные средства

Для программирования микросхемы CY2292F нужен программатор CY6730FTG, который производит сама фирма Cypress. В комплекте с программатором поставляются специализированные адаптеры и сервисное программное обеспечение CyClock version 3.65.

Рекомендация от ZF

Для большинства приложений при использовании CY2292F для фильтрации напряжения питания будет достаточно фильтрующих конденсаторов с номиналом 0,1 мкФ. Однако при использовании одного или нескольких тактовых выходов для тактирования периферийных устройств (например, для сетевого интерфейса или контроллера электронно-лучевой трубки), необходимо будет принимать дополнительные меры по фильтрации напряжения питания, например, ставить линейный регулятор напряжения.

Опыт применения микросхемы CY2292F показывает, что буферизированный выход опорного тактового сигнала (XBUF) является достаточно стабильным при использовании стандартной фильтрации питающего напряжения, однако для достижения такой же стабильности на выходах синтезируемых частот необходимо дополнительно фильтровать напряжение питания.

Поскольку синтезируемые частотные выходы по определению требуют больше компонентов, мы рекомендуем вы-брать правильное значение опорной частоты и использовать соответствующий буферизированный выход с малым "дребезгом" тактовой частоты. Например, когда вам требуется частота 25 МГц для периферийного сетевого контроллера, мы рекомендуем использовать опорный кварцевый генератор на 25 МГц (пример 2).

Необходимые требования к тактовой частоте со стороны ZFx86

С некоторыми ограничениями ZFx86 может работать, используя только один тактовый сигнал 48 МГц. Однако для использования всех ресурсов системы на кристалле ZFx86 необходимы следующие тактовые сигналы:

• USB тактовый сигнал - 48,000 МГц;
• тактовый сигнал таймера - 14,318 МГц;
• системный тактовый сигнал - до 64 MГц;
• PCI тактовый сигнал - до 33 MГц;
• тактовый сигнал таймера реального времени - 32,768 кГц.

CY2292F обеспечивает формирование первых четыр╦х тактовых сигналов.

Для таймера реального времени необходим внешний кварц и внешняя батарейка.

Два примера конфигурации

Первый пример с использованием 14,31818 МГцтактового выхода

Данная конфигурация использует опорный кварцевый резонатор 14,31818 МГц и микросхему CY2292F.

Тактовые сигналы необходимо соединить следующим образом:

• вход XBUF = 14,31818 MГциспользовать для тактирования таймера в ZFx86 (в этом случае используется буферный выход от опорного кварца, и программировать эту частоту не надо);
• использовать вывод CPUCLK = 64 MГцкак системный тактовый сигнал;
• использовать CLKA = 48 MГц как тактовый сигнал USB;
• использовать CLKB, CLKC и CLKD = = 64/2 = 32 MГц как тактовые сигналы PCI.

Реализация данного примера приведена на рисунке 1. и в табл. 1.

Таблица 1. Опорная частота 14,31818 МГц

Второй пример с использованием 25 МГц тактового выхода

Для обеспечения тактового выхода 25 МГц с малым дребезгом (например, для сетевого контроллера) рационально использовать опорный кварцевый резонатор на 25 МГц.

Тактовые сигналы необходимо соединить следующим образом:

• использовать выход XBUF = 25 MГц для тактирования периферийного сетевого контроллера (в этом случае используется буферный выход от опорного кварца, и программировать эту частоту не надо);
• использовать вывод CPUCLK = 64 MГцкак системный тактовый сигнал;
• использовать CLKA = 48 MГц как тактовый сигнал USB;
• использовать CLKB = 14,31818 МГц как тактовый сигнал таймера в ZFx86;
• использовать CLKC и CLKD = 64/2 == 32 MГц как тактовые сигналы PCI.

Реализация данного примера приведена на рисунке 1. и в табл. 2.