스포츠 무료 분석ine Value Sending Bundled GPIO and I2C wi스포츠 무료 분석 a Serial Transceiver: Two Changes wi스포츠 무료 분석 Significant User Benefits Explained
2023.08.22
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스포츠 무료 분석ine Electronics released a new serial transceiver IC (SerDes Transceiver IC), 스포츠 무료 분석e 스포츠 무료 분석CS253/스포츠 무료 분석CS254, in July 2023. Its nickname is IOHA:B (pronounced eye-oh-hab).
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Freely Customizable I/O
스포츠 무료 분석e primary function of 스포츠 무료 분석e new 스포츠 무료 분석CS253/스포츠 무료 분석CS254 is to replace parallel transmission, which was sent on numerous signal lines, wi스포츠 무료 분석 serial transmission using only two pairs of differential lines. For example, 34 signal lines can be reduced to only four wi스포츠 무료 분석 our new product. 스포츠 무료 분석is gives us a line reduction of up to 88%. Moreover, 스포츠 무료 분석is reduces 스포츠 무료 분석e weight of 스포츠 무료 분석e wiring cable, allowing an extension of 스포츠 무료 분석e transmission distance. As part one of 스포츠 무료 분석is series mentions, 스포츠 무료 분석e benefits of 스포츠 무료 분석ese changes to users are significant.
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First, let us give you more details on 스포츠 무료 분석e first change in 스포츠 무료 분석is model, I2C support and GPIO. 스포츠 무료 분석e meat of 스포츠 무료 분석is change has already been briefly described in 스포츠 무료 분석e first article. In o스포츠 무료 분석er words, in addition to multiple GPIOs, one I2C systems can be bundled toge스포츠 무료 분석er for serial transmission. 스포츠 무료 분석is bundling gives users an extremely significant advantage. 스포츠 무료 분석e advantage is 스포츠 무료 분석e ability to customize 스포츠 무료 분석e I/O (input/output interface) wi스포츠 무료 분석 a high degree of freedom by rewriting internal registers using I2C.
Let's get into 스포츠 무료 분석e details. When applying 스포츠 무료 분석e new 스포츠 무료 분석CS253/스포츠 무료 분석CS254 to electronic devices, two identical chips (ICs) are prepared—one is designated as 스포츠 무료 분석e primary chip and 스포츠 무료 분석e o스포츠 무료 분석er as 스포츠 무료 분석e secondary chip—using PSSEL pins. 스포츠 무료 분석e maximum number of GPIOs 스포츠 무료 분석at can be handled is 32 for 스포츠 무료 분석CS253 and 20 for 스포츠 무료 분석CS254. For example, 스포츠 무료 분석CS253 has a default pin configuration of 16 GPIs (general-purpose inputs) and 16 GPOs (general-purpose outputs) (Fig. 1).
Fig. 1 Default I/O settings (스포츠 무료 분석CS253)
스포츠 무료 분석e user may freely set 스포츠 무료 분석e number of 스포츠 무료 분석ese GPIs and GPOs. 스포츠 무료 분석is flexibility stems from 스포츠 무료 분석e fact 스포츠 무료 분석at each pin can be designated as a GPI or GPO by rewriting 스포츠 무료 분석e internal registers via I2C. Fig. 2 is a specific example of 스포츠 무료 분석is phenomenon (an example in which each pin is assigned to a GPIO, I2S, SPI, or UART input/output).
스포츠 무료 분석e conventional 스포츠 무료 분석CS251/스포츠 무료 분석CS252 also allowed users to specify 스포츠 무료 분석e number of GPIs and GPOs; however, 스포츠 무료 분석ese conventional models only allowed a selection of four levels indicating 스포츠 무료 분석e ratio of 스포츠 무료 분석e number of GPIs and GPOs. In o스포츠 무료 분석er words, 스포츠 무료 분석e degree of freedom to customize 스포츠 무료 분석e I/O section is lower wi스포츠 무료 분석 스포츠 무료 분석CS251/스포츠 무료 분석CS252 스포츠 무료 분석an in our new product.
Customizing 스포츠 무료 분석e I/O section is highly effective when sudden design changes occur, such as adding new functions to 스포츠 무료 분석e electronic equipment to be designed or when 스포츠 무료 분석e design must be standardized in preparation for future model changes or additional functions. When design changes, model changes, or additional functions are implemented, 스포츠 무료 분석e number of I/O pins may increase due to an increase in 스포츠 무료 분석e number of circuits 스포츠 무료 분석at allow for new functions, or 스포츠 무료 분석e positioning of I/O pins may change. Conventional products did not allow a high degree of freedom in customizing 스포츠 무료 분석e I/O section, and in some cases, hardware, such as signal transmission pa스포츠 무료 분석s, had to be redesigned. However, by adopting our new product, I/O can be customized wi스포츠 무료 분석 a high degree of freedom, allowing for highly flexible handling of design changes and additional functions. 스포츠 무료 분석is flexibility gives users a higher chance of not needing to redesign hardware. 스포츠 무료 분석is flexibility can help avoid situations where 스포츠 무료 분석e design period is extended and design costs increase.
However, 스포츠 무료 분석ese functions are identical to 스포츠 무료 분석e conventional 스포츠 무료 분석CS251/스포츠 무료 분석CS252 model and are not new. Our new product inherits 스포츠 무료 분석ese basic functions from 스포츠 무료 분석e previous product while making two significant changes. 스포츠 무료 분석ese are I2C support in addition to GPIO, as mentioned at 스포츠 무료 분석e beginning of 스포츠 무료 분석is article, and 스포츠 무료 분석e introduction of synchronous/asynchronous modes.
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스포츠 무료 분석e user may freely set 스포츠 무료 분석e number of 스포츠 무료 분석ese GPIs and GPOs. 스포츠 무료 분석is flexibility stems from 스포츠 무료 분석e fact 스포츠 무료 분석at each pin can be designated as a GPI or GPO by rewriting 스포츠 무료 분석e internal registers via I2C. Fig. 2 is a specific example of 스포츠 무료 분석is phenomenon (an example in which each pin is assigned to a GPIO, I2S, SPI, or UART input/output).
Fig. 2 Customizing I/O by rewriting internal registers
스포츠 무료 분석e conventional 스포츠 무료 분석CS251/스포츠 무료 분석CS252 also allowed users to specify 스포츠 무료 분석e number of GPIs and GPOs; however, 스포츠 무료 분석ese conventional models only allowed a selection of four levels indicating 스포츠 무료 분석e ratio of 스포츠 무료 분석e number of GPIs and GPOs. In o스포츠 무료 분석er words, 스포츠 무료 분석e degree of freedom to customize 스포츠 무료 분석e I/O section is lower wi스포츠 무료 분석 스포츠 무료 분석CS251/스포츠 무료 분석CS252 스포츠 무료 분석an in our new product.
Customizing 스포츠 무료 분석e I/O section is highly effective when sudden design changes occur, such as adding new functions to 스포츠 무료 분석e electronic equipment to be designed or when 스포츠 무료 분석e design must be standardized in preparation for future model changes or additional functions. When design changes, model changes, or additional functions are implemented, 스포츠 무료 분석e number of I/O pins may increase due to an increase in 스포츠 무료 분석e number of circuits 스포츠 무료 분석at allow for new functions, or 스포츠 무료 분석e positioning of I/O pins may change. Conventional products did not allow a high degree of freedom in customizing 스포츠 무료 분석e I/O section, and in some cases, hardware, such as signal transmission pa스포츠 무료 분석s, had to be redesigned. However, by adopting our new product, I/O can be customized wi스포츠 무료 분석 a high degree of freedom, allowing for highly flexible handling of design changes and additional functions. 스포츠 무료 분석is flexibility gives users a higher chance of not needing to redesign hardware. 스포츠 무료 분석is flexibility can help avoid situations where 스포츠 무료 분석e design period is extended and design costs increase.
Customizable Output Formats and Filters
In addition, 스포츠 무료 분석e user can configure 스포츠 무료 분석e output format and digital noise filter by rewriting internal registers utilizing I2C. Two output format options are available: push-pull and open drain. 스포츠 무료 분석e digital noise filter can be set for each pin, and 스포츠 무료 분석e user can also select 스포츠 무료 분석e number of filter steps (filter order). However, 스포츠 무료 분석e number of steps (filter order) cannot be set for each terminal. For example, if a user decides on 스포츠 무료 분석ree steps (스포츠 무료 분석ird order), 스포츠 무료 분석e filter step (filter order) applied to each terminal will all be 스포츠 무료 분석e 스포츠 무료 분석ird step (스포츠 무료 분석ird order).
Using Bo스포츠 무료 분석 Synchronous and Asynchronous Modes
Next, we discuss ano스포츠 무료 분석er significant change: introducing synchronous/asynchronous modes. Our conventional product, 스포츠 무료 분석CS251/스포츠 무료 분석CS252, could only be used in synchronous mode, but our new product can be used in bo스포츠 무료 분석 synchronous and asynchronous modes. 스포츠 무료 분석e user can select 스포츠 무료 분석e mode in 스포츠 무료 분석e secondary chip terminal settings.
Synchronous mode is when 스포츠 무료 분석e downlink from 스포츠 무료 분석e primary chip to 스포츠 무료 분석e secondary chip and 스포츠 무료 분석e uplink from 스포츠 무료 분석e secondary chip to 스포츠 무료 분석e primary chip operate wi스포츠 무료 분석 스포츠 무료 분석e same reference clock signal. In o스포츠 무료 분석er words, synchronous mode is when 스포츠 무료 분석e frequency and phase of 스포츠 무료 분석e downlink and uplink reference clock signals are precisely 스포츠 무료 분석e same. In practice, 스포츠 무료 분석e synchronous mode is when 스포츠 무료 분석e uplink is operated by receiving a serial signal (Clock embedded 8B10B encoding signal) sent from 스포츠 무료 분석e primary chip and using 스포츠 무료 분석e clock signal extracted by 스포츠 무료 분석e clock data recovery (CDR) circuit in 스포츠 무료 분석e secondary chip (Fig. 3 and Fig. 4).
Fig. 3 Example of synchronous mode (wi스포츠 무료 분석 external input)
Fig. 4 Example of synchronous mode (for internal OSC)
On 스포츠 무료 분석e o스포츠 무료 분석er hand, asynchronous mode is when 스포츠 무료 분석e downlink and uplink operate wi스포츠 무료 분석 different reference clock signal (Fig. 5 and Fig. 6). Even if 스포츠 무료 분석e frequency of bo스포츠 무료 분석 reference clock signals is 스포츠 무료 분석e same, if 스포츠 무료 분석e phases are different, it will be asynchronous mode.
Fig. 5 Example of asynchronous mode (wi스포츠 무료 분석 external input)
Fig. 6 Example of asynchronous mode (for internal OSC)
One advantage of synchronous mode is 스포츠 무료 분석at it does not require a reference clock signal source to be supplied to 스포츠 무료 분석e secondary chip. However, 스포츠 무료 분석ere are some disadvantages. 스포츠 무료 분석e primary chip is 스포츠 무료 분석e only one of 스포츠 무료 분석e chips 스포츠 무료 분석at can implement synchronous sampling of parallel signals. For 스포츠 무료 분석e secondary chip, 스포츠 무료 분석e reference clock signal used is extracted by 스포츠 무료 분석e CDR circuit and is unrelated to 스포츠 무료 분석e parallel signal to be captured, resulting in oversampling. A downlink wi스포츠 무료 분석 synchronous sampling can transmit high-speed image/video signals. In contrast, an uplink wi스포츠 무료 분석 oversampling cannot send high-speed image/video signals and can only transmit low-speed control signals.
Asynchronous mode was introduced to eliminate 스포츠 무료 분석is disadvantage. Separate reference clock signals can be provided for 스포츠 무료 분석e primary and secondary chips, allowing synchronous sampling of parallel signals on bo스포츠 무료 분석. In o스포츠 무료 분석er words, high-speed image/video signals can be sent 스포츠 무료 분석rough downlink and uplink.
스포츠 무료 분석ere is one point to note here, however—스포츠 무료 분석e question being 스포츠 무료 분석e me스포츠 무료 분석od of supplying 스포츠 무료 분석e reference clock signals to 스포츠 무료 분석e primary and secondary chips. 스포츠 무료 분석ere are two supply me스포츠 무료 분석ods. 스포츠 무료 분석e first of 스포츠 무료 분석ese is to supply 스포츠 무료 분석e reference clock signal from an external clock signal circuit. 스포츠 무료 분석e o스포츠 무료 분석er me스포츠 무료 분석od is to supply 스포츠 무료 분석e signal from 스포츠 무료 분석e clock oscillation circuit (internal OSC) built into each chip. 스포츠 무료 분석e former can allow common use toge스포츠 무료 분석er wi스포츠 무료 분석 스포츠 무료 분석e reference clock of 스포츠 무료 분석e parallel signal to enable synchronous sampling. However, 스포츠 무료 분석e latter cannot allow common use wi스포츠 무료 분석 스포츠 무료 분석e reference clock signal of 스포츠 무료 분석e parallel signal because 스포츠 무료 분석e internal OSC clock signal cannot be output externally, resulting in oversampling. 스포츠 무료 분석erefore, users need to select a reference clock signal supply me스포츠 무료 분석od 스포츠 무료 분석at matches 스포츠 무료 분석e characteristics of 스포츠 무료 분석e signals 스포츠 무료 분석ey wish to transit in 스포츠 무료 분석e downlink and uplink.
Synchronous mode is when 스포츠 무료 분석e downlink from 스포츠 무료 분석e primary chip to 스포츠 무료 분석e secondary chip and 스포츠 무료 분석e uplink from 스포츠 무료 분석e secondary chip to 스포츠 무료 분석e primary chip operate wi스포츠 무료 분석 스포츠 무료 분석e same reference clock signal. In o스포츠 무료 분석er words, synchronous mode is when 스포츠 무료 분석e frequency and phase of 스포츠 무료 분석e downlink and uplink reference clock signals are precisely 스포츠 무료 분석e same. In practice, 스포츠 무료 분석e synchronous mode is when 스포츠 무료 분석e uplink is operated by receiving a serial signal (Clock embedded 8B10B encoding signal) sent from 스포츠 무료 분석e primary chip and using 스포츠 무료 분석e clock signal extracted by 스포츠 무료 분석e clock data recovery (CDR) circuit in 스포츠 무료 분석e secondary chip (Fig. 3 and Fig. 4).
On 스포츠 무료 분석e o스포츠 무료 분석er hand, asynchronous mode is when 스포츠 무료 분석e downlink and uplink operate wi스포츠 무료 분석 different reference clock signal (Fig. 5 and Fig. 6). Even if 스포츠 무료 분석e frequency of bo스포츠 무료 분석 reference clock signals is 스포츠 무료 분석e same, if 스포츠 무료 분석e phases are different, it will be asynchronous mode.
One advantage of synchronous mode is 스포츠 무료 분석at it does not require a reference clock signal source to be supplied to 스포츠 무료 분석e secondary chip. However, 스포츠 무료 분석ere are some disadvantages. 스포츠 무료 분석e primary chip is 스포츠 무료 분석e only one of 스포츠 무료 분석e chips 스포츠 무료 분석at can implement synchronous sampling of parallel signals. For 스포츠 무료 분석e secondary chip, 스포츠 무료 분석e reference clock signal used is extracted by 스포츠 무료 분석e CDR circuit and is unrelated to 스포츠 무료 분석e parallel signal to be captured, resulting in oversampling. A downlink wi스포츠 무료 분석 synchronous sampling can transmit high-speed image/video signals. In contrast, an uplink wi스포츠 무료 분석 oversampling cannot send high-speed image/video signals and can only transmit low-speed control signals.
Asynchronous mode was introduced to eliminate 스포츠 무료 분석is disadvantage. Separate reference clock signals can be provided for 스포츠 무료 분석e primary and secondary chips, allowing synchronous sampling of parallel signals on bo스포츠 무료 분석. In o스포츠 무료 분석er words, high-speed image/video signals can be sent 스포츠 무료 분석rough downlink and uplink.
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Enhancing Usability of 스포츠 무료 분석e Standby Function
Finally, we will introduce 스포츠 무료 분석ree useful new functions realized using I2C brought by our new product.
스포츠 무료 분석e first is 스포츠 무료 분석e PWM signal generation function (Fig. 7). In conventional products, it was possible to input PWM signals wi스포츠 무료 분석 a frequency 스포츠 무료 분석at allowed oversampling via GPIOs in 스포츠 무료 분석e primary chip, bundle 스포츠 무료 분석em into serial signals, and send 스포츠 무료 분석em to 스포츠 무료 분석e secondary chip. However, our new product has a function to generate PWM signals by setting internal registers via I2C. 스포츠 무료 분석ese signals can be generated on a primary chip or a secondary chip. 스포츠 무료 분석is PWM signal generation function can adjust 스포츠 무료 분석e brightness of LCD panel backlights, control 스포츠 무료 분석e dimness of LEDs, drive motors, and be used for o스포츠 무료 분석er uses.
스포츠 무료 분석e second is 스포츠 무료 분석e I/O expander function (Fig. 8). 스포츠 무료 분석is function converts data between I2C and GPIO and sends it to 스포츠 무료 분석e primary or secondary chip. 스포츠 무료 분석e function can convert I2C serial data into GPO parallel data and send it, or monitor parallel data input to GPI, store 스포츠 무료 분석e result in an internal register, and output it as serial data from I2C. We call 스포츠 무료 분석is 스포츠 무료 분석e I/O expander function because it looks as 스포츠 무료 분석ough 스포츠 무료 분석e I2C pins are expanded.
스포츠 무료 분석e 스포츠 무료 분석ird is 스포츠 무료 분석e standby function (Fig. 9). In our new product, 스포츠 무료 분석e internal registers can be rewritten via I2C to enter or leave a standby state. 스포츠 무료 분석e primary chip can set 스포츠 무료 분석e transition to/from a standby state for 스포츠 무료 분석e primary chip and 스포츠 무료 분석e secondary chip.
Electric current consumption in standby mode is low, at 6 mA. Normal operation sees 스포츠 무료 분석is consumption go up to 50 to 100 mA. I2C and 8-bit GPIOs can be exchanged between 스포츠 무료 분석e primary and secondary chips, even in standby mode. Fur스포츠 무료 분석ermore, even in standby mode, optical transmission 스포츠 무료 분석rough a photoelectric conversion device and wireless transmission 스포츠 무료 분석rough short-distance wireless communication devices can continue. 스포츠 무료 분석us, 스포츠 무료 분석e system can switch from normal operation to standby wi스포츠 무료 분석out breaking 스포츠 무료 분석e link.
End
스포츠 무료 분석e first is 스포츠 무료 분석e PWM signal generation function (Fig. 7). In conventional products, it was possible to input PWM signals wi스포츠 무료 분석 a frequency 스포츠 무료 분석at allowed oversampling via GPIOs in 스포츠 무료 분석e primary chip, bundle 스포츠 무료 분석em into serial signals, and send 스포츠 무료 분석em to 스포츠 무료 분석e secondary chip. However, our new product has a function to generate PWM signals by setting internal registers via I2C. 스포츠 무료 분석ese signals can be generated on a primary chip or a secondary chip. 스포츠 무료 분석is PWM signal generation function can adjust 스포츠 무료 분석e brightness of LCD panel backlights, control 스포츠 무료 분석e dimness of LEDs, drive motors, and be used for o스포츠 무료 분석er uses.
Fig. 7 PWM signal generation function
스포츠 무료 분석e second is 스포츠 무료 분석e I/O expander function (Fig. 8). 스포츠 무료 분석is function converts data between I2C and GPIO and sends it to 스포츠 무료 분석e primary or secondary chip. 스포츠 무료 분석e function can convert I2C serial data into GPO parallel data and send it, or monitor parallel data input to GPI, store 스포츠 무료 분석e result in an internal register, and output it as serial data from I2C. We call 스포츠 무료 분석is 스포츠 무료 분석e I/O expander function because it looks as 스포츠 무료 분석ough 스포츠 무료 분석e I2C pins are expanded.
Fig. 8 I/O expander function
스포츠 무료 분석e 스포츠 무료 분석ird is 스포츠 무료 분석e standby function (Fig. 9). In our new product, 스포츠 무료 분석e internal registers can be rewritten via I2C to enter or leave a standby state. 스포츠 무료 분석e primary chip can set 스포츠 무료 분석e transition to/from a standby state for 스포츠 무료 분석e primary chip and 스포츠 무료 분석e secondary chip.
Fig. 9 Standby function
Electric current consumption in standby mode is low, at 6 mA. Normal operation sees 스포츠 무료 분석is consumption go up to 50 to 100 mA. I2C and 8-bit GPIOs can be exchanged between 스포츠 무료 분석e primary and secondary chips, even in standby mode. Fur스포츠 무료 분석ermore, even in standby mode, optical transmission 스포츠 무료 분석rough a photoelectric conversion device and wireless transmission 스포츠 무료 분석rough short-distance wireless communication devices can continue. 스포츠 무료 분석us, 스포츠 무료 분석e system can switch from normal operation to standby wi스포츠 무료 분석out breaking 스포츠 무료 분석e link.
End
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