194數(shù)碼萬年歷電路可以設(shè)計(jì)成同步邏輯電路或者異 步邏輯電路,如圖2為同步邏輯電路,設(shè)計(jì)成同步 邏輯電路的好處就是能夠保證綜合,靜態(tài)時(shí)序分 析和布局布線都能夠和DW8051 —同進(jìn)行,適合做到時(shí)序的最優(yōu)化.同步電路的特點(diǎn)就是每個(gè)時(shí) 鐘周期,電路都需要進(jìn)行判斷,即連在時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)上 的每一個(gè)單元都在工作或者說其柵極總是處在充 放電的狀態(tài),那么此時(shí)芯片就會(huì)消耗動(dòng)態(tài)功耗,對(duì)于靠供電網(wǎng)絡(luò)供電的情況,這種能量的消耗還很小,可以忽略,但是考慮到系統(tǒng)掉電后,萬年歷仍需在電池的供電情況下工作,這種能量損耗就必 須克服.因此,在設(shè)計(jì)萬年歷時(shí)采用了異步時(shí)鐘分 頻電路. 實(shí)現(xiàn)了異步分頻電路的描述,該電路的 時(shí)序路徑上有多個(gè)時(shí)鐘,這種結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn),同時(shí)也難以驗(yàn)證w,但是相對(duì)于同步分頻電路其功耗 卻小得多.由電路功耗表達(dá)式p = 1/2CF2/可知, Q1消耗的動(dòng)態(tài)功耗是QO的1/2,而Q2的動(dòng)態(tài)功 耗是Q0的1/4,如此類推,在15分頻后,電路的動(dòng) 態(tài)功耗耗只相當(dāng)于兩個(gè)I)觸發(fā)器的動(dòng)態(tài)功耗?由于萬年歷是異步分頻電路,每次得到高位數(shù) 字的一次變化,低位數(shù)字都要作重復(fù)的工作.因此, 希望通過一次仿真方式驗(yàn)證萬年歷是不可行的.在 設(shè)計(jì)過程中,我們通過逐級(jí)分頻和引入頻率的方法 對(duì)萬年歷的計(jì)時(shí)部分進(jìn)行了仿真驗(yàn)證.萬年歷的計(jì)時(shí)部分的仿真波形,在SFR端口的讀寫上, 必須強(qiáng)調(diào)只能在cbusy不為1的時(shí)候,讀寫才能進(jìn) 行,如果在數(shù)據(jù)寫人時(shí)就進(jìn)行操作,會(huì)導(dǎo)致讀取的 結(jié)果出錯(cuò).萬年歷中SFR讀寫的波形,由圖中 可以看出,DW8051采用直接尋址方式可以在一個(gè) 指令周期內(nèi)將萬年歷的月信息讀入.萬年歷電路要求是低壓低功耗和掉電保護(hù), 有備用電池和自振蕩電路.具體結(jié)構(gòu)萬年歷包括的電路有如下部分:晶體振蕩器電路, 振蕩器選擇32. 768 kHz晶振;分頻電路將32.768 kHz振蕩信號(hào)15分頻,得到秒信號(hào);萬年歷保存 電路,保存年月日時(shí)分秒的信息;接口電路,可以 與DW8051通過SFR接口實(shí)現(xiàn)嵌人;掉電保護(hù)切 換電路;中斷電路,占用中斷端口2;控制和狀態(tài)電路,用于提供中斷指向和Busy信號(hào).
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