고속 룰렛 사이트 표준 'MIPI'란?？모바일 테두리 돌출、자동차에도 GPIO와 I2C를 묶어 보내는 직렬 트랜시버。아프리카 룰렛 이점이 큰 두 가지 변경 사항 설명
2023.08.22
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자인 일렉트로닉스는、시리얼 트랜시버 IC(SerDes 트랜시버 IC)의 신제품 'THCS253/THCS254'를 2023년 7월에 출시했습니다。닉네임은 'IOHA:B'(아이오허브와 발음)이다。
이 글은、이 신제품을 총 2회로 설명하는 기사의 후편。전편에서、신제품 특징 외에도、종래품 「THCS251/THCS252」로부터의 변경점인 「GPIO(범용 입출력)에 가세해 I2C에 대응한 것」를 소개해、아프리카 룰렛가 얻을 수 있는 이점을 설명했습니다。후편에서는、변경 사항에 대해 자세히 설명하고、또 다른 변경 사항 인 '동기 / 비동기 모드 도입'에 대해 소개。
이 글은、이 신제품을 총 2회로 설명하는 기사의 후편。전편에서、신제품 특징 외에도、종래품 「THCS251/THCS252」로부터의 변경점인 「GPIO(범용 입출력)에 가세해 I2C에 대응한 것」를 소개해、아프리카 룰렛가 얻을 수 있는 이점을 설명했습니다。후편에서는、변경 사항에 대해 자세히 설명하고、또 다른 변경 사항 인 '동기 / 비동기 모드 도입'에 대해 소개。
I/O를 자유롭게 맞춤설정
이번 신제품인 THCS253/THCS254의 기본 기능은、수많은 신호선에서 전송한 병렬 전송、단 2쌍의 차동 라인으로 직렬 전송으로 대체하는 것。예:、34개의 신호선을、신제품을 사용하면 단 4개로 줄일 수 있습니다。삭감률이 88%로 높음。게다가 배선 케이블의 무게를 줄일 수 있습니다、전송 거리를 늘릴 수 있습니다。전편에서도 언급한 대로、아프리카 룰렛가 얻을 수 있는 이점이 크다。
그러나 이 기본 기능 자체는、기존 제품의 THCS251/THCS252와 정확히 동일、신규성 없음。신제품은、이 기본 기능을 기존 제품에서 상속하면서、큰 변경사항 2개。그것이 처음에 소개한 GPIO 외에 I2C에 대응한 것、동기/아프리카 룰렛 도입。
우선、첫 번째 변경인 GPIO 외에 I2C를 지원하는 것에 대해 자세히 설명합니다。이 변경 내용은、이미 전편에서 간단히 소개했습니다。즉、여러 개의 GPIO 외에 I2C도 묶어 직렬 전송할 수 있다는 것이다。이를 통해 아프리카 룰렛는 매우 큰 이점을 얻을 수 있습니다。왜냐하면、I2C를 사용하여 내부 레지스터를 다시 쓰면、높은 자유도로 I/O(입출력 인터페이스)부를 커스터마이즈할 수 있게 되기 때문。
구체적으로 설명하겠습니다。신제품 THCS253/THCS254를 전자 기기에 적용하는 경우、같은 칩(IC) 2개 준비、하나를 기본 칩으로、다른 쪽을 보조 칩에 PSSEL 단자로 지정。취급할 수 있는 GPIO의 수는 THCS253이 최대 32개、THCS254가 최대 20개。예:、THCS253인 경우、기본적으로 16개의 GPI(범용 입력)、GPO(범용 출력)가 16개라는 단자 구성으로 설정되어 있다(그림 1)。
이 GPI와 GPO의 수는、아프리카 룰렛가 자유롭게 설정할 수 있습니다。I2C를 통해 내부 레지스터를 다시 쓰면、1단자마다 GPI 또는 GPO로 지정할 수 있기 때문。그림 2는 그 구체적인 예이다(각 단자를 GPIO나 I2S、SPI、UART 입/출력에 할당한 예)。
종래의 THCS251/THCS252에서도 GPI와 GPO의 개수를 아프리카 룰렛가 지정할 수 있었지만、그 횟수 비율을 4단계로 선택할 수 있을 뿐입니다。즉、I/O 부분을 맞춤설정할 수 있는 자유도는、이번 신제품에 비해 낮았다。
이 I/O부의 커스터마이즈가 큰 효과를 발휘하는 것은、설계 대상 전자 기기에 새로운 기능 추가 등으로 갑작스러운 설계 변경이 발생한 경우 외、미래의 모델 변경이나 기능 추가에 대비하여 설계의 공통화를 도모하는 경우 등。일반적으로 설계 변경 및 모델 변경、기능 추가 등을 실행하면、새로운 기능을 실현하는 회로가 증가하여 I/O 단자의 개수가 증가하거나、I/O 단자의 위치 관계가 바뀌거나 하는 등이 일어날 수 있다。전통적인 제품、I/O 부 아프리카 룰렛 정의의 자유도가 높지 않았기 때문에、경우에 따라 신호 전송 경로와 같은 하드웨어 재설계가 필요할 수 있음。그러나 이번 신제품을 채택하면、매우 높은 자유도로 I/O 맞춤설정 가능、설계 변경, 기능 추가 등에 매우 유연하게 대처할 수 있습니다。이 때문에、하드웨어 재설계를 높은 확률로 피할 수 있음。설계 기간이 연장되거나、디자인 비용이 늘어나는 상황을 피할 수 있습니다。
그러나 이 기본 기능 자체는、기존 제품의 THCS251/THCS252와 정확히 동일、신규성 없음。신제품은、이 기본 기능을 기존 제품에서 상속하면서、큰 변경사항 2개。그것이 처음에 소개한 GPIO 외에 I2C에 대응한 것、동기/아프리카 룰렛 도입。
우선、첫 번째 변경인 GPIO 외에 I2C를 지원하는 것에 대해 자세히 설명합니다。이 변경 내용은、이미 전편에서 간단히 소개했습니다。즉、여러 개의 GPIO 외에 I2C도 묶어 직렬 전송할 수 있다는 것이다。이를 통해 아프리카 룰렛는 매우 큰 이점을 얻을 수 있습니다。왜냐하면、I2C를 사용하여 내부 레지스터를 다시 쓰면、높은 자유도로 I/O(입출력 인터페이스)부를 커스터마이즈할 수 있게 되기 때문。
구체적으로 설명하겠습니다。신제품 THCS253/THCS254를 전자 기기에 적용하는 경우、같은 칩(IC) 2개 준비、하나를 기본 칩으로、다른 쪽을 보조 칩에 PSSEL 단자로 지정。취급할 수 있는 GPIO의 수는 THCS253이 최대 32개、THCS254가 최대 20개。예:、THCS253인 경우、기본적으로 16개의 GPI(범용 입력)、GPO(범용 출력)가 16개라는 단자 구성으로 설정되어 있다(그림 1)。
그림 1 기본값 I/O 설정(THCS253)
이 GPI와 GPO의 수는、아프리카 룰렛가 자유롭게 설정할 수 있습니다。I2C를 통해 내부 레지스터를 다시 쓰면、1단자마다 GPI 또는 GPO로 지정할 수 있기 때문。그림 2는 그 구체적인 예이다(각 단자를 GPIO나 I2S、SPI、UART 입/출력에 할당한 예)。
그림 2 I2C 경유로 내부 레지스터의 재기입 I/O를 커스터마이즈 한 구체예
GPI 및 GPO의 일부를 UART、I2S、SPI 입출력에 할당
GPI 및 GPO의 일부를 UART、I2S、SPI 입출력에 할당
종래의 THCS251/THCS252에서도 GPI와 GPO의 개수를 아프리카 룰렛가 지정할 수 있었지만、그 횟수 비율을 4단계로 선택할 수 있을 뿐입니다。즉、I/O 부분을 맞춤설정할 수 있는 자유도는、이번 신제품에 비해 낮았다。
이 I/O부의 커스터마이즈가 큰 효과를 발휘하는 것은、설계 대상 전자 기기에 새로운 기능 추가 등으로 갑작스러운 설계 변경이 발생한 경우 외、미래의 모델 변경이나 기능 추가에 대비하여 설계의 공통화를 도모하는 경우 등。일반적으로 설계 변경 및 모델 변경、기능 추가 등을 실행하면、새로운 기능을 실현하는 회로가 증가하여 I/O 단자의 개수가 증가하거나、I/O 단자의 위치 관계가 바뀌거나 하는 등이 일어날 수 있다。전통적인 제품、I/O 부 아프리카 룰렛 정의의 자유도가 높지 않았기 때문에、경우에 따라 신호 전송 경로와 같은 하드웨어 재설계가 필요할 수 있음。그러나 이번 신제품을 채택하면、매우 높은 자유도로 I/O 맞춤설정 가능、설계 변경, 기능 추가 등에 매우 유연하게 대처할 수 있습니다。이 때문에、하드웨어 재설계를 높은 확률로 피할 수 있음。설계 기간이 연장되거나、디자인 비용이 늘어나는 상황을 피할 수 있습니다。
출력 형식 및 필터 맞춤설정 가능
또한 I2C를 활용하여 내부 레지스터를 다시 쓰면、출력 형식 및 디지털 노이즈 필터에 대해서도 아프리카 룰렛가 설정할 수 있습니다。출력 형식 옵션은 푸시풀(Push-pull)과 오픈 드레인(Open Drain)의 2종류。디지털 노이즈 필터는 각 터미널에 대해 유무를 설정할 수 있습니다.、필터의 단수(차수)도 아프리카 룰렛가 선택할 수 있습니다。그러나、단수(차수)는 단자별로 설정할 수 없습니다。예를 들어 3단(3차)으로 정하면、각 단자에 적용되는 필터의 단수(차수)는 모두 3단(3차)이 된다。
동기 모드와 비동기 모드를 모두 아프리카 룰렛할 수 있습니다
다음、더 큰 변화인 동기/비동기 모드 도입에 대해 설명하겠습니다。기존 제품인 THCS251/THCS252는 동기화 모드만 사용할 수 있었지만、이번 신제품에서는 동기 모드와 비동기 모드를 모두 사용할 수 있게 되었습니다。사용하는 모드는、보조 칩의 터미널 설정에서 아프리카 룰렛가 선택할 수 있습니다。
동기화 모드란?、기본 칩에서 보조 칩으로의 다운링크(하향) 및、보조 칩에서 1차 칩으로의 업링크(상향)가 동일한 기준 클록 신호로 동작하는 경우。바꾸어 말하면、다운링크 및 업링크 기준 클럭 신호의 주파수와 위상이 정확히 동일한 경우。실제로、기본 칩에서 전송된 직렬 신호(클럭 신호가 내장된 8B10B 변조 신호)를 수신、보조 칩의 클럭 데이터 복구(CDR:Clock Data Recovery) 회로에서 추출한 클럭 신호를 아프리카 룰렛하여 업링크를 이동하는 경우가 동기 모드가 된다(그림 3)、그림 4)。
하나의 아프리카 룰렛는、다운링크와 업링크가 서로 다른 기준 클록 신호로 동작하는 경우(그림 5)、그림 6)。임시、둘 다 기준 클럭 신호의 주파수가 동일하더라도、위상이 다른 경우 아프리카 룰렛로 전환。
동기화 모드의 이점으로、보조 칩에 공급할 기준 클럭 소스가 필요하지 않다는 것을 들 수 있다。그러나、단점도 있습니다。이것은 기본 칩에서만、병렬 신호의 동기화 캡처를 실현할 수 없는 것。보조 칩 정보、아프리카 룰렛하는 기준 클록 신호는 CDR 회로에서 추출한 것이며, 캡처하는 병렬 신호와 무관하므로、비동기 캡처。동기 캡처가 가능한 다운링크는 고속 이미지/비디오 신호를 전송할 수 있지만、비동기 캡처 업링크는 빠른 이미지/비디오 신호를 보낼 수 없습니다、저속 제어 신호 전송에만 아프리카 룰렛할 수 있습니다。
이 단점의 해소를 노리고 도입한 것이 아프리카 룰렛이다。기본 칩과 보조 칩 모두、다른 기준 클록 신호를 제공할 수 있도록 했기 때문에、둘 다 병렬 신호의 동기화 캡처 가능。즉、다운링크와 업링크 모두、빠른 영상/영상 신호를 보낼 수 있게 되는 것。
그러나、여기서 조심해야 할 점이 하나 있습니다。이것은 1차 및 2차 칩에 기준 클록 신호를 공급하는 방법。공급 방법은 2가지。하나는、외부 클록 신호 회로로부터 공급하는 방법。다른 하나、각 칩에 내장된 클록 발진 회로(내부 OSC)에서 공급하는 방법。전자는、병렬 신호의 기준 클록 신호와 공유하여 동기 캡처 가능。그러나 후자는、내부 OSC 클럭 신호를 외부로 출력할 수 없기 때문에、병렬 신호의 기준 클록 신호와 공유할 수 없음、비동기 캡처。따라서、아프리카 룰렛는 다운링크 및 업링크로 전송하려는 신호의 특성에 맞게、기준 클록 신호를 공급하는 방법을 선택해야 함。
동기화 모드란?、기본 칩에서 보조 칩으로의 다운링크(하향) 및、보조 칩에서 1차 칩으로의 업링크(상향)가 동일한 기준 클록 신호로 동작하는 경우。바꾸어 말하면、다운링크 및 업링크 기준 클럭 신호의 주파수와 위상이 정확히 동일한 경우。실제로、기본 칩에서 전송된 직렬 신호(클럭 신호가 내장된 8B10B 변조 신호)를 수신、보조 칩의 클럭 데이터 복구(CDR:Clock Data Recovery) 회로에서 추출한 클럭 신호를 아프리카 룰렛하여 업링크를 이동하는 경우가 동기 모드가 된다(그림 3)、그림 4)。
그림 3 동기 모드의 예(외부 입력의 경우)
그림 4 동기 모드의 예(내부 OSC의 경우)
하나의 아프리카 룰렛는、다운링크와 업링크가 서로 다른 기준 클록 신호로 동작하는 경우(그림 5)、그림 6)。임시、둘 다 기준 클럭 신호의 주파수가 동일하더라도、위상이 다른 경우 아프리카 룰렛로 전환。
그림 5 아프리카 룰렛의 예(외부 입력의 경우)
그림 6 아프리카 룰렛의 예(내부 OSC의 경우)
동기화 모드의 이점으로、보조 칩에 공급할 기준 클럭 소스가 필요하지 않다는 것을 들 수 있다。그러나、단점도 있습니다。이것은 기본 칩에서만、병렬 신호의 동기화 캡처를 실현할 수 없는 것。보조 칩 정보、아프리카 룰렛하는 기준 클록 신호는 CDR 회로에서 추출한 것이며, 캡처하는 병렬 신호와 무관하므로、비동기 캡처。동기 캡처가 가능한 다운링크는 고속 이미지/비디오 신호를 전송할 수 있지만、비동기 캡처 업링크는 빠른 이미지/비디오 신호를 보낼 수 없습니다、저속 제어 신호 전송에만 아프리카 룰렛할 수 있습니다。
이 단점의 해소를 노리고 도입한 것이 아프리카 룰렛이다。기본 칩과 보조 칩 모두、다른 기준 클록 신호를 제공할 수 있도록 했기 때문에、둘 다 병렬 신호의 동기화 캡처 가능。즉、다운링크와 업링크 모두、빠른 영상/영상 신호를 보낼 수 있게 되는 것。
그러나、여기서 조심해야 할 점이 하나 있습니다。이것은 1차 및 2차 칩에 기준 클록 신호를 공급하는 방법。공급 방법은 2가지。하나는、외부 클록 신호 회로로부터 공급하는 방법。다른 하나、각 칩에 내장된 클록 발진 회로(내부 OSC)에서 공급하는 방법。전자는、병렬 신호의 기준 클록 신호와 공유하여 동기 캡처 가능。그러나 후자는、내부 OSC 클럭 신호를 외부로 출력할 수 없기 때문에、병렬 신호의 기준 클록 신호와 공유할 수 없음、비동기 캡처。따라서、아프리카 룰렛는 다운링크 및 업링크로 전송하려는 신호의 특성에 맞게、기준 클록 신호를 공급하는 방법을 선택해야 함。
대기 기능 아프리카 룰렛성 향상
마지막으로、신제품으로 새롭게 대응한 I2C를 아프리카 룰렛해 실현한 편리한 신기능을 3개 소개한다。
첫 번째는、"PWM 신호 생성 기능"(그림 7)。전통적인 제품、기본 칩의 GPIO에서 비동기 캡처가 가능한 주파수의 PWM 신호를 입력、이것을 직렬 신호에 묶어서 보조 칩으로 보낼 수 있었다。그러나、신제품에서는、I2C를 통해 내부 레지스터를 설정하여 PWM 신호를 생성하는 기능을 탑재했습니다。기본 칩에서도、보조 칩에서도 생성 가능。액정 패널 백라이트의 밝기 조정 및、LED 조광、모터 구동 등에 아프리카 룰렛할 수 있음。
두 번째는、'I/O 확장기 기능'(그림 8)。이 기능은、I2C와 GPIO간에 데이터 변환、이것을 1차 또는 2차 칩으로 보내는 것。I2C의 직렬 데이터를 GPO의 병렬 데이터로 변환하여 보내기、GPI에 입력된 병렬 데이터를 모니터링、그 결과를 내부 레지스터에 저장하고 I2C에서 직렬 데이터로 출력할 수 있습니다。마치 I2C 단자를 확장한 것처럼 보이기 때문에、I/O 확장기 기능이라고 함。
세 번째는、'대기 기능'(그림 9)。이번 신제품에서는、I2C를 통해 내부 레지스터를 다시 작성하여 대기 상태로 전환、또는 탈퇴 가능。기본 칩 측면에서、기본 칩의 대기 상태로의 전환/이탈은 물론、보조 칩 마이그레이션/이탈도 설정할 수 있습니다。
대기 상태에서의 소비 전류는 6mA로 적다。일반 작동 시 50~100mA。대기 상태에서도、I2C 및 최대 8비트 GPIO를 주 칩과 보조 칩 사이에서 교환할 수 있습니다。또한 대기 상태에서도、광전 변환 장치를 통한 광전송 및、근거리 무선 통신 장치를 통한 무선 전송을 계속 가능하다。따라서、링크를 끊지 않고 정상 작동 상태에서 대기 상태로 전환。
이상
첫 번째는、"PWM 신호 생성 기능"(그림 7)。전통적인 제품、기본 칩의 GPIO에서 비동기 캡처가 가능한 주파수의 PWM 신호를 입력、이것을 직렬 신호에 묶어서 보조 칩으로 보낼 수 있었다。그러나、신제품에서는、I2C를 통해 내부 레지스터를 설정하여 PWM 신호를 생성하는 기능을 탑재했습니다。기본 칩에서도、보조 칩에서도 생성 가능。액정 패널 백라이트의 밝기 조정 및、LED 조광、모터 구동 등에 아프리카 룰렛할 수 있음。
그림 7 PWM 신호 생성 기능
두 번째는、'I/O 확장기 기능'(그림 8)。이 기능은、I2C와 GPIO간에 데이터 변환、이것을 1차 또는 2차 칩으로 보내는 것。I2C의 직렬 데이터를 GPO의 병렬 데이터로 변환하여 보내기、GPI에 입력된 병렬 데이터를 모니터링、그 결과를 내부 레지스터에 저장하고 I2C에서 직렬 데이터로 출력할 수 있습니다。마치 I2C 단자를 확장한 것처럼 보이기 때문에、I/O 확장기 기능이라고 함。
그림 8 I/O 익스팬더 기능
세 번째는、'대기 기능'(그림 9)。이번 신제품에서는、I2C를 통해 내부 레지스터를 다시 작성하여 대기 상태로 전환、또는 탈퇴 가능。기본 칩 측면에서、기본 칩의 대기 상태로의 전환/이탈은 물론、보조 칩 마이그레이션/이탈도 설정할 수 있습니다。
그림 9 대기 기능
대기 상태에서의 소비 전류는 6mA로 적다。일반 작동 시 50~100mA。대기 상태에서도、I2C 및 최대 8비트 GPIO를 주 칩과 보조 칩 사이에서 교환할 수 있습니다。또한 대기 상태에서도、광전 변환 장치를 통한 광전송 및、근거리 무선 통신 장치를 통한 무선 전송을 계속 가능하다。따라서、링크를 끊지 않고 정상 작동 상태에서 대기 상태로 전환。
이상