ICS1523型高性能可編程行同步時(shí)鐘發(fā)生器的原理及應用

發(fā)布時(shí)間:2010-10-26 10:23    發(fā)布者:analog_tech
1 引言

ICS1523是一款高性能、低功耗的同步信號發(fā)生器,它廣泛應用于要求行同步、同步鎖相的視頻應用領(lǐng)域,由于采用低電壓CMOS混合模式技術(shù),使得它能夠為視頻工程及分辨率從VGA到UXGA的顯示提供有效的時(shí)鐘解決方案。ICS1523能夠提供差分(高達250MHz)或者單路格式(高達125MHz)的像素時(shí)鐘。動(dòng)態(tài)相位調整電路可以控制像素時(shí)鐘相對HYSNC的相位,先進(jìn)的鎖相環(huán)技術(shù)可以選擇內部可編程分頻或外部分頻,所有的功能都可以通過(guò)行業(yè)標準的I2C總線(xiàn)以它的硬件接口進(jìn)行配置。

2 主要特點(diǎn)和引腳功能

ICS1523的引腳排列如圖1所示,它采用24引腳的SOIC封裝,表1所列的是引腳功能。ICS1523的主要特點(diǎn)如下:

像素頻率高達250MHz;

頻率抖動(dòng)非常;

動(dòng)態(tài)調整輸出時(shí)鐘相位;

單終端SSTL_3時(shí)鐘輸出;

雙緩沖的PLL/DPA控制寄存器;

可以分別對PLL和PDA軟件復位;



[/table]

可選擇內部或者外部環(huán)路濾波器;

3.3V工作電壓,輸入耐壓高達5V;

I2C串行接口即可以100KHz工作,也可以400KHz工作。




3 工作原理和內部寄存器

3.1 工作原理

ICS1523的內部組成框圖如圖2所示。



ICS1523的鎖相環(huán)是針對行同步應用優(yōu)化設計的,內部高性能施密特觸發(fā)器在很短時(shí)間內對輸入的HSINC信號進(jìn)行預處理,并將處理后的HSYNC作為干凈的參考信號,預處理后的HSYNC信號或者HSYNC的恢復信號會(huì )在FUNC引腳上出現,這個(gè)輸出信號與像素時(shí)鐘的邊界對齊。

ICS1523內部具有自動(dòng)上電復位檢測電路。如果輸入電壓值低于它的門(mén)限值會(huì )自動(dòng)復位,因而沒(méi)有必要連接外部復位信號。

動(dòng)態(tài)相位調整功能使得它能夠輸出相關(guān)的HSYNC信號,并且延時(shí)于像素時(shí)鐘的輸出信號,延遲的大小可以通過(guò)編程的方式設置,增加延時(shí)功能在多個(gè)視頻源要求必須同步時(shí)顯得非常有用。

ICS1523使用行業(yè)標準的I2C串行總線(xiàn)接口進(jìn)行編程。通過(guò)該接口能夠訪(fǎng)問(wèn)內部的12個(gè)寄存器:1個(gè)只寫(xiě)寄存器、8個(gè)讀寫(xiě)寄存器和3個(gè)只讀寄存器。根據引腳I2CADR的狀況可分別訪(fǎng)問(wèn)2個(gè)ICS1523,當此引腳為低電平時(shí),讀地址是4DH,寫(xiě)地址是4CH,如果是高電平,則它的讀地址是4FH,寫(xiě)地址是4EH,I2C總線(xiàn)接口既可以低速(100KHz)工作,也可以高速(400KHz)工作,并且有5V耐壓。

3.2 內部寄存器

ICS1523有12個(gè)控制寄存器,分別為輸入控制寄存器、鎖相控制寄存器、反饋分配0和1寄存器,DPA偏移寄存器、DPA控制寄存器、輸出使能寄存器、晶體振蕩器分配寄存器、復位寄存器、電路版本寄存器和狀態(tài)寄存器。下面介紹幾個(gè)重要的寄存器。

(1)狀態(tài)寄存器(Status Register)




DPA_LOCK:動(dòng)態(tài)相位調整鎖定標志,0=沒(méi)有鎖定,1=鎖定。

PLL_LOCK:鎖相環(huán)鎖定標志,同上。

D2-D7:Reserved。

(2)復位寄存器(Reset Register)





DPA RESET:復位動(dòng)態(tài)相位調整工作寄存器,寫(xiě)XAh表示復位DPA工作寄存器。

PLL RESET:復位鎖相環(huán)工作寄存器,寫(xiě)5Xh表示復位PLL工作寄存器。

其中,寫(xiě)5Ah而表示同時(shí)復位2個(gè)工作寄存器。

(3)晶體振蕩器分頻寄存器





Osc_Div:OSC(12引腳)/設置的系數(設置的數值+2)。

In_Sel:選擇相位/頻率檢測器的輸入信號,0=HSYNC,1=OSC分頻器。

(4)輸出使能寄存器(Output Enable Register)





OE_Pck:CLK(PECH)輸出使能,0=高阻,1=使能。

OE_Tck:CLK(SSTL_3)時(shí)鐘輸出使能,0=高阻,1=使能。

OE_P2:CHK/2(PECL)輸出使能,0=高阻,1=使能。

OE_T2:CHK/2(SSTL_3)輸出使能,0=高阻,1=使能。

OE_F:FUNC輸出使能,0=高阻,1=使能。

CL2_Inv:CLK/2反轉使能,0=不反轉,1=反轉。

Out_Scl:CLK分頻系列。

(5)DPA控制寄存器




PA_Res0:動(dòng)態(tài)相位調整精度選擇。

(6)DPA偏移寄存器





DPA_OS:動(dòng)態(tài)相位調整偏移。

Fil_Sel:鎖相環(huán)路選擇,0=外部,1=內部。

(7)鎖相環(huán)路寄存器





PFD0-2相位/頻率檢測增益。

PSD0-1:后分頻系數。

(8)輸入控制寄存器




EnDLS:使能DPA鎖存狀態(tài)輸出到LOCK/REF腳。

EnPLS:使能PLL鎖存狀態(tài)輸出到LOCK/REF腳。

Func_Sel:功能輸出選擇,0=恢復的HSYNC,1=外部的HSYNC。

Fbk_Sel:反饋選擇,0=內部反饋,1=外部反饋。

4 典型應用

4.1 硬件電路

ICS1523的典型應用電路如圖3所示,該電路為SID13806型顯示控制器供視頻同步信號。這些信號是SID13806連接LCD時(shí)所需要的。ICS1523輸入時(shí)鐘是50MHz(引腳12)、輸出CLK1(25MHz)、CLK2(12.5MHz)和CLK3(387.6KHz)分別接S1D13806的BUSCLK(60引腳)、CLK1(66引腳)、CLK12(64引腳)和CLK13(引腳)。




4.2 軟件配置

軟件配置流程如圖4所示,詳細配置過(guò)程見(jiàn)下文給出的部分配置程序。結合典型應用還給出相關(guān)寄存器的具體配置數值,如表2所示(這些值可通過(guò)ICS1523專(zhuān)用軟件獲取)。





配置程序:

//ICS 1523 Initialisation

ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char)ICS_ICR,(unsigned char)0)

error status =ack;

ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char)ICS_OE,(unsigned char)Ox1A);

error status =ack:



[table]


ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char) ICS_OD,0xFF)

error_status |=ack;

ack=ICSl523_WriteByte((unsigned char) ICS_DPAO,(unsigned char)0)

error_status |=ack;

nb_trial=0;

d0

{nb_trial++;

ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char)ICS_ICR,0xC1);

error status |=ack;

ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char)ICS_LCR,0x37);

error_status |=ack;

ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char)ICS_FD0,0x39);

error_status |=ack;
ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char)ICS_FD1,Ox00);

error_status |=ack;

ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char)ICS_SWRST,Ox50);

error_status |=ack;

//Program l ms temporizing period initial_timeout=GetTickCount();

while(GetTickCount()<(initial_timeout+TIMEOUT_0F_1000 US));

ICS1523_ReadByte((unsigned char)ICS_SR,status);

}while(!((unsigned int)*status&(unsigned int)ICS_PLLLOCK)&&(nb_trial<10));

ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char)ICS_DPAC,0x03);

error_status |=ack;

ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char)ICS_SWRST,OxOA);

error_status |=ack;

initial_timeout=GetTickCount();

while(GetTickCount()<(initial_timeout+TIMEOUT_OF_1000us));

ack=ICS1523_WriteByte((unsigned char) ICS_DPAO,Ox00);

error_status |=ack;

return error_status;

5 結束語(yǔ)

本文提供的硬件電路及寄存器配置值已經(jīng)在實(shí)際應用中得到驗證,是完全正確的。ICS1523為視頻領(lǐng)域提供了一種很好的視頻時(shí)鐘解決方案。
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