このＰＤＦは，ＣＱ出版社発売の「PSoCマイコン・トレーニング・キット（解説書）」の一部分の見本です．
内容・購入方法などにつきましては以下のホームページをご覧下さい．
<http://shop.cqpub.co.jp/hanbai/books/38/38331.htm>[第章]

A-D コンバータ・モジュールの詳細（ADCs カテゴリ）
2-1 PSoC の A-D コンバータの特徴
表 2-1 は，CY8C29466 用として用意されている A-D コンバータ（ADC）を整理したものです．基本形は
図 2-1 の 3 種類に分類できます．いずれの方式でも，入力電圧範囲はグローバル・リソースの「Ref Max（リファレンス電圧）」が「（0 〜 5V，「（Lo〜/2 ）＋/−（Hiとなります．例えば，/2 ）」で=＋5V ならば/2 ）＋/−BandGap（BandGap は約 1.3V）」ならば 1.2 〜 3.8V が変換範囲になります．

それでは，各 ADCの特徴を整理しましょう．サイプレスから，アプリケーション・ノートAN2239（ADCSelection）としてADCの選択ガイドが提供されているので，そちらも参照してください（付属CD-ROMに収録）．

■ 2-1-1

SAR（Successive Approximation Register）型● SAR6：変換時間 20μsで最小逐次比較型の ADC です．変換時間は最小で 20μs と比較的高速ですし，必要とするリソースも SC

CPU による調整

Hi−0〜±31−Counter＋

PWM＋（a）SAR 型

デルタ・シグマ変調器

計数（b）インクリメンタル型−デシメータ（Sinc2フィルタ）＋PWM

図 2-1

PSoC の A-D コンバータの種類

デルタ・シグマ変調器

デシメーション

（c）デルタ・シグマ型

2-1 PSoC の A-D コンバータの特徴49

[第章]

アンプ・モジュールの詳細（Amplifiers カテゴリ）
3-1 反転増幅器 AMPINV v4.2
■ 3-1-1

AMPINV の特徴と基本動作

表 3-1 は AMPINV の主な仕様をまとめたものです．CT（Continuous Time）ブロックの構造は非反転増幅を前提に設計されていますが，非反転増幅のときに基準電圧となるところに信号を入力することにより反転増幅器になることを利用しています．
図 3-1 は CT ブロックを AMPINV として動作させたときの信号の経路を示したものです．＋入力側がAGND に設定され，抵抗マトリクスの下側から信号入力になっています．レジスタ ACBxxCR1 [2:0]（PMux [2:0] ビット）を操作すれば，＋入力である基準電圧をポート入力などから与えるようにすることもできますが，モジュール・パラメータや API ではこの変更はサポートされていません．
この回路を整理したのが図 3-2 です．教科書的な反転増幅回路と言えるでしょう．入力は以下の四つから選択できるようになっています．
●●AGND（チップの GND 端子）●SC ブロック（同じカラムの一つ下の SC ブロック）●CT ブロック（隣の CT ブロック）

なお，CT ブロックを入力としたときには少し注意が必要です．

表 3-1 AMPINV の仕様（電気特性値はいずれも +5V 動作時 .OP アンプ自体の特性については 3-4 節も参照）
項 目
使用ブロック数

アナログ・ブロック
ディジタル・ブロック
範囲

ゲイン

ゲイン誤差

SC ブロック
CT ブロック
DB ブロック
DC ブロック×（−47）
×（−23）
×（−15）
×（−4.33）
×（− 1）

仕 様
0
100
×（−0.067）〜×（−47.0）
9.0%
4.8%
3.8%
1.1%
0.3%

3-1

反転増幅器 AMPINV v4.2

113

[第章]

D-A コンバータ・モジュールの詳細（DACs カテゴリ）
6-1 D-A コンバータ DAC6 v4.2/DAC8 v2.2/DAC9 v2.2
■ 6-1-1

DAC6/DAC8/DAC9 の特徴と基本動作

DAC6，DAC8，DAC9（以下 DAC6/8/9 と略す）の仕様概略を表 6-1 に示します．DAC6/8/9 はスイッチト・キャパシタを使った増幅回路を使い，RefHi 電圧を増幅（実際にはゲインが 1 未満なので減衰）して出力しています．
● DAC6 の基本動作

図 6-1 は DAC6 の考え方を図にしたものです．この図は考え方を示すものなので，スイッチト・キャパシタのスイッチ部分は省略しています．スイッチト・キャパシタによる増幅回路では，ゲインは ACap/FCap になります．FCap は 32 と 64 が選択できますが，DAC では 32 で使用します．ACap は 0 〜 31 まで可変できるので，ゲインは 1/32 〜 31/32 になります．
さらにスイッチト・キャパシタでは，スイッチのタイミング変更で極性も切り替えることができるので，これを併用すれば，−31/32 〜 ＋31/32 の間を変化させることができます．これで 31 段階を示す 5 ビットと 1 ビットで 6 ビットの DAC になるわけです．DAC 内部で与えられた設定値をこのような符号＋絶対値
表 6-1

DAC6/DAC8/DAC9 の仕様

項 目
DAC6
使用ブロック数
DAC8DAC9DAC6仕 様
1SC ブロック2SC ブロック2SC ブロック
6データ・ビット長 DAC88

DAC99備

上位側 SCC/ 下位側：SCD
上位側 SCC/ 下位側：SCD−31 〜 +31/0 〜 62−127 〜 +127/0 〜 254−255 〜 +255/0 〜 510

HIGHPOWER 128kHz 〜 3.2MHz+5V 動作時

128kHz 〜 0.5MHz+5V 動作時

DAC6 MEDPOWERLOWPOWER

128kHz 〜 2MHzHIGHPOWER 4kHz 〜 3.2MHz

カラム・クロック DAC8 MEDPOWERLOWPOWER

4kHz 〜 2MHz

8kHz 〜 500kHz+5V 動作時+5V 動作時+5V 動作時+5V 動作時

HIGHPOWER 4kHz 〜 3.2MHz+5V 動作時

8kHz 〜 500kHz+5V 動作時

DAC9 MEDPOWERLOWPOWER

6-1

4kHz 〜 2MHz

考+5V 動作時

D-A コンバータ DAC6 v4.2/DAC8 v2.2/DAC9 v2.2

153

[第章]

フィルタ・モジュールの詳細（Filters カテゴリ）
8-1 2 ポール・バンド・パス・フィルタ BPF2 v5.3
■ 8-1-1

BPF2 の特徴とモジュールの種類

BPF2 は，特定の周波数帯域（バンド）を通過させるバンド・パス・フィルタ（以下，BPF と略す）です．
表 8-1 に BPF2 の主な仕様を，図 8-1 に内部構造を示します．フィルタの特性を示す伝達関数が 2 次式で表されるため BPF2 と表記されていますが，もともと BPF には 1 次はないので，2 次の BPF は基本形です．
BPF2 は，SC（Switched Capacitor）ブロックを利用しているので，スイッチト・キャパシタ・フィルタの一種です．スイッチト・キャパシタ・フィルタの実体は，OP アンプを使ったアクティブ・フィルタの抵抗部分をコンデンサとアナログ・スイッチに置き換えたものです．
スイッチト・キャパシタはコンデンサに繋がったスイッチの切り替えによって抵抗を実現することもできるため，アクティブ・フィルタを構成できるほか，スイッチの切り替えタイミングを変更するだけで，加減算や極性の反転，微積分などさまざまな演算処理が行えるというのも大きな利点です．
● モジュールの種類

BPF2 を選択すると次の 4 種類から一つを選ぶようにメニューが出てきます．
●BPF2VA●

BPF2V
表 8-1 BPF2 の仕様（仕様はいずれも +5V 動作時）
項 目

SC ブロック
アナログ・ブロックCT ブロック
使用ブロック数
DB ブロック
ディジタル・ブロック
DC ブロック
DC オフセット電圧
LowPower
DC 特性
消費電流（Bias=Low） MidPowerHighPower
中心周波数ゲイン誤差
コーナ周波数誤差
誤差
減衰率誤差LowPower
最大カラム・クロック周波数
MidPower
HighPowerノイズ

仕 様
200028mV
290μA
1095μA
4200μA
0.25dB
0.85%
1.05%
0.9MHz4MHz
6MHz
615nV/ √Hz

8-1 2 ポール・バンド・パス・フィルタ BPF2 v5.3

235

[第章]

汎用モジュールの詳細（Generic カテゴリ）
9-1 スイッチト・キャパシタ・ブロック SCBLOCK v2.4
■ 9-1-1

SCBLOCK の特徴

SCBLOCK の 主 な 仕 様 を 表 9-1 に 示 し ま す．SCBLOCK は， ア ナ ロ グ・ ブ ロ ッ ク の SC（SwitchedCapacitor）ブロックを直接設定して動作させるというものです．SC ブロックは ADC や DAC，BPF，LPF など，様々なユーザ・モジュールで使用されていますが，実は個別にコントロールしてやることで，アナログ積分や半波整流 / 全波整流，アナログ加減算などいろいろなことができるようになっています．
動作の詳細は割愛しますが，興味のある読者はサイプレスのアプリケーション・ノート AN2041（Analog- Understanding Switched Capacitor Analog Blocks ：日本語翻訳版の AN2041J もある）や AN2044（Analog - Signal Rectification using Switched Capacitor Modulators）などを一読されるとよいと思います（付属 CD-ROM に収録済み）．
PSoCのSCブロックは，CY8C26443などに使われていたタイプA，タイプ Bと，CY8C27443やCY8C29466 などに使われている機能拡張版のタイプ C，タイプ D があります．29466 で使われているタイプ C とタイプ
D の SC ブロックの構造は，本書のイントロダクションの図 5 と図 6 のようになっています．
スイッチト・キャパシタの動作は，コンデンサ容量の絶対値ではなく各コンデンサ容量の比率が重要です．このため SCBLOCK でもコンデンサの最小単位を 1 として，倍率で容量の設定などを行うようになっています．絶対値は表にも示したとおり，おおむね 7fF 程度ということですが，これを気にする必要はありません．以下では仮にこのコンデンサの 1 単位を 1 と表すことにします．
表 9-1

SCBLOCK の仕様
項

使用ブロック数目

仕SC ブロック
アナログ・ブロックCT ブロック
DB ブロック
ディジタル・ブロック
DC ブロック

最大入力クロック周波数
キャパシタ単位容量（参考値）
Power=Low
消 費 電 流（温 度：−40℃〜
Power=Med+85 ℃， =5.0V±10%）：
参考値
Power=High

1000

様8MHz
OpAmp Bias=Low
OpAmp Bias=High7fFtyp
0.15mA（0.2mA max）
1.2mA（1.6mA max）

OpAmp Bias=High

4.6mA（6.4mA max）

9-1

備考SC ブ ロ ッ ク 内 部 動 作 は 1/4の 2MHz になる
1fF=10−15 F（=0.001pF）

3.3V 動 作 時 は Power=Bias=High の設定は禁止

スイッチト・キャパシタ・ブロック SCBLOCK v2.4247

[第 章 ]プロトコル・モジュールの詳細（Protocols カテゴリ）
12-1 I2C ブート・ローダ BootLdrI2C v1.1
■ 12-1-1

BootLdrI2C の特徴

BootLdrI2C の主な仕様を表 12-1 に示します．BootLdrI2C は，I2C バス経由で PSoC に書き込んだプログラム（ファームウェア）の更新を行えるようにするものです．購入直後のブランク状態の PSoC に書き込みを行うプログラマではありません．
装置の不具合対策や機能向上，仕様変更などのために既に組み込まれいてるファームウェアを更新しなくてはならない場合，専用のプログラマが必要というのではやっかいです．PSoC の書き込みアルゴリズ
ムは公開されてはいますが，より簡便な方法として用意されているのが BootLdrI2C です．I2C バスには「バス・アドレス」という考え方があるので，例えば，一つの I2C バスに複数の PSoC を接続できるなど，通常の ISSP よりも便利な面もあります．
BootLdrI2C では PSoC 内部のハードウェア I2C コントローラを使用しますが，ブート・ローダ専用にす
表 12-1

BootLdrI2C の主な仕様

使用ブロック数

項 目
ディジタル・ブロック
アナログ・ブロック
I2C コントローラ

仕メモリ・レイアウト様00
1
ブート・ブロック，ユーザ・アプリケーション・ブロッ
クを分離
リセット後 / 通常稼動状態からブート・モードに遷移可
64 バイト（ROM の 1 ブロック単位）
16 バイト

ブート機能
書き換え単位
ダウンロード単位
ブート・ローダ・キー
ファームウェア・
8 バイト（デフォルトでは 0001020304050607H）（マジック・ナンバ）
サポート
ビット・レート
50kbps/100kbps/400kbps 対応
ダウンロード用アドレス / ユーザ・アプリケーション
2
I C バス・アドレス用アドレスを個別指定
I2C インターフェース
ブート・ローダ専用モード /I2CHW フル・サポートと2
I C モードもあり
書き換え時間
1 ブロック（64 バイト）ごとに 100ms 以上
使用 I/O ポート
データ伝送用P1 [0]/P1 [1], または P1 [5]/P1 [7]（SDA/SCL）
ホスト・VB2005（VisualStudio2005）によるサンプル・ダウン・
アプリケーション
ローダ（ソース・コードあり）
ホスト・サポート
PSoC 使用のブリッジ・ファームウェア
2
シリアル -I C ブリッジ
（ソース・コードあり）
ブート・ローダ機能

12-1

I2C ブート・ローダ BootLdrI2C v1.1

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