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CY8CPLC20
电力线通信解决方案
特点
电力线通信解决方案
集成电力线调制解调器PHY
频移键控调制
可配置波特率高达2400个基点
电力线优化的网络协议
集成了数据链路,传输层和网络层
支持双向半双工通信
8位CRC错误检测,以最小化数据丢失
2
I C使电力线应用层
2
支持50 , 100 ,和400 kHz I C频率
参考设计为110V / 240V AC和12V / 24V AC / DC
输电线
参考设计符合CENELEC EN
50065-1 :2001和FCC Part 15
强大的哈佛架构处理器
M8C处理器速度为24 MHz的
两个8×8乘法, 32位累加器
可编程的系统资源( PSoC模块)
12轨到轨模拟PSoC模块提供:
高达14位ADC
最多9位DAC
可编程增益放大器
可编程滤波器和比较器
16个数字PSoC模块提供:
8到32位定时器,计数器和PWM
CRC和PRS模块
最多四个全双工的UART
多SPI
TM
主人或奴隶
可连接至所有GPIO引脚
复杂的外设组合起来的模块
灵活的片上存储器
32 KB的闪存程序存储器50000擦除或写入周期
2 KB的SRAM数据存储
在Flash EEPROM仿真
可编程引脚配置
25毫安水槽10 mA输出上的所有GPIO
上拉,下拉,高Z,强,或开漏驱动器
所有GPIO模式
多达12个GPIO上的模拟输入
可配置中断所有GPIO
其它系统资源
2
I C奴隶,主人,多主为400kHz
看门狗和休眠定时器
用户可配置的低电压检测
集成监控电路
片内精密基准电压源
完备的开发工具
免费开发软件(的PSoC Designer )
全功能在线仿真器( ICE )和编程器
全速仿真
复杂断点结构
128 KB的跟踪存储器
复杂事件
C语言编译器,汇编器和连接器
逻辑框图
电力线通信解决方案
嵌入式应用
数字和模拟
外设
物理层FSK
调制解调器
附加系统
资源
MAC ,抽取器, I2C ,
SPI , UART等。
PLC的核心
电力线收发器包
PSoC核心
交流/直流电力线耦合电路
( 110V / 240V AC , 12V / 24V AC / DC等)
电力线
赛普拉斯半导体公司
文件编号: 001-48325修订版* E
198冠军苑
圣荷西
,
CA 95134-1709
408-943-2600
修订后的2009年10月5日
[+ ]反馈
CY8CPLC20
电力线网络
协议
可编程
系统资源
CY8CPLC20
1. PLC功能概述
该CY8CPLC20是一个集成电力线通信
( PLC)芯片的电力线调制解调器PHY和网络
运行在同一设备上的协议栈。除了由可编程控制器
核心, CY8CPLC20还提供了赛普拉斯革命性的PSoC
技术,使系统设计人员能够整合多个
在同一芯片上的功能。
赛普拉斯的PLC解决方案的物理层实现
使用FSK调制解调器,使半双工通信
任何高电压和低电压电力线。该调制解调器
支持原始数据速率高达2400个基点。框图是
所示
图1-2 。
图1-2 。物理层FSK调制解调器框图
网络协议
采用赛普拉斯的PLC 1.1可靠的通信
电力线提供无处不在的世界,是一个
对PLC技术的广泛使用的通信介质。
输电线的普遍性也使得它很难预测
的特点和PLC产品的操作。由于
世界各地的电力线的质量参差不齐, imple-
门庭可靠的通信一直是工程
挑战多年。赛普拉斯的PLC解决方案使安全
可靠的通信。赛普拉斯的PLC功能,使
在强劲的电力线通讯包括:
数字
接收器
数字
发射机
逻辑“1”或
逻辑“0”的
调制器
方波
在FSK
频率
迟滞
比较
低通
滤波器
电力线调制解调器PHY
当地
振荡器
外部低
低通滤波器
相关
发射机
通过优化过滤器集成电力线调制解调器PHY和
放大器与损耗的高电压和低电压下工作
输电线。
优化电力线网络协议,支持双向
与基于确认的信号tional沟通。
情况下的数据包丢失的,由于在电力线突发噪声,
该发射器具有重发数据的功能。
的电力线网络协议也支持一个8位CRC
用于错误检测和数据分组的重传。
甲载波侦听多路访问(CSMA )方案被内置到
该分组之间的冲突最小化的网络协议
在电力线传输,支持多个主
和更大的网络上的可靠的通信。
IF频带
低通滤波器
混频器
HF频段
低通滤波器
RX
扩音器
当地
振荡器
可编程
增益放大器器
耦合电路
1.2.1发射机部分
从网络层的数字数据被数字序列
发射机和作为输入到调制器。调制器
通过一个明确的因素划分本地振荡器的频率
根据所输入的数据是否为高电平逻辑“1”或低
逻辑电平“0” 。然后,它会产生一个方波133.3千赫(逻辑
'0')或131.8千赫(逻辑“1” ),其被馈送到可编程
增益放大器,以产生频移键控调制信号。这使得
信号根据在所述噪声可调谐放大
通道。的逻辑“1”的频率也可以被配置为
130.4 kHz的范围更广泛的FSK偏差。
1.2.2接收器部分
从电力线输入的FSK信号被输入到高
高频(HF )带通滤波器,滤除带外的频率
经滤波的信号中所需的部件和输出
频谱的125 kHz到140 kHz的进一步解调。该
混合器块乘以滤波FSK信号与本地
产生的信号,以产生外差频率。
1.2电力线调制解调器PHY
图1-1 。物理层FSK调制解调器
电力线通信解决方案
嵌入式应用
数字和模拟
外设
物理层FSK
调制解调器
附加系统
资源
MAC ,抽取器, I2C ,
SPI , UART等。
PLC的核心
PSoC核心
电力线收发器包
文件编号: 001-48325修订版* E
CY8CPLC20
电力线网络
协议
可编程
系统资源
接收器
分页: 44 2
[+ ]反馈
CY8CPLC20
的中频(IF )的带通滤波器进一步除去
出的带外噪声的要求进行进一步的解调。这
信号被馈送到相关器,它产生一个直流分量
(由逻辑“1”和“0” )和更高的频率
组件。
相关器的输出被馈送到低通滤波器(LPF ),该
输出仅在2400波特解调的数字数据和
抑制在生成的所有其他较高频率分量
相关处理。 LPF的输出由数字化
迟滞比较器。这消除了相关器的效果
延迟和错误的逻辑触发因噪音。数字接收器
反序列化这些数据,并输出到网络层为种间
pretation 。
1.2.3耦合电路参考设计
来自耦合电路耦合的低电压信号
CY8CPLC20到电力线。这个电路的拓扑结构是
通过在电力线和设计上的电压来确定
制约了电力线的使用法规规定。
赛普拉斯提供的参考设计为一系列的电力线
包括电压110V / 240V交流和12V / 24V AC / DC 。该
CY8CPLC20能够比其它的数据通信的
AC / DC电力线,以及用适当的外部耦合
电路。在110V交流和240V交流电源的设计都符合了
以下电力线的使用规则:
在CY8CPLC20载体实现的网络协议
以下功能:
双向半双工通信
主从或对等网络的网络拓扑结构
电力线网络上多个主
8位逻辑寻址支持多达256个节点的电力线
16位扩展逻辑寻址最多可支持65536
电力线节点
64位物理寻址支持高达2
64
电力线节点
个体,广播或组模式寻址
载波侦听多路访问(CSMA )
完全控制传输参数
承认
待处理财产损溢
重复发送
CSMA - 该协议提供了随机选择一段
85至115毫秒(在7可能的值在这个
范围),其中所述带在使用中( BIU)检测器必须显示
该行是未使用时,尝试进行传输之前。
BIU - 带在用检测器,根据CENELEC EN定义
50065-1 ,活跃时超过86 dBmVrms信号
在该范围内的任何地方131.5 kHz至133.5 kHz的是本作
至少4毫秒。这个阈值可以为不同的配置
终端系统的应用程序不需要CENELEC
compliance.The的调制解调器尝试后,每85至重发
115毫秒时的频带正在使用中。该变送器超时后
1.1秒至3秒(根据在所述噪声
电力线),并产生一个中断,以指示传输
米特无法获得电力线。
1.3.1 CSMA和时序参数
FCC第15部分为北美
EN 50065-1 :2001欧洲
1.3网络协议
赛普拉斯的电力线网络优化的协议执行
数据链路,并在一个功能网络层
ISO / OSI等效模型。
图1-3 。电力线网络协议
电力线通信解决方案
嵌入式应用
1.3.2电力线收发器包
电力线网络
协议
可编程
系统资源
数字和模拟
外设
CY8CPLC20
电力线网络协议定义了一个电力线收发器
( PLT)的数据包结构,其用于之间的数据传输
在整个电力线节点。数据包的形成和数据传输
在整个电力线网络的使命是在内部实现
在CY8CPLC20 。
一个PLT包被分成可变长度的报头(最低
6字节到最大20个字节,这取决于地址类型) ,一
可变长度的有效载荷(最低为0字节到最大31
个字节) ,和一个数据包的CRC字节。
这个分组(前面一个字节前同步码“是0xAB ”),然后
由电力线调制解调器PHY和外部发送
在整个电力线耦合电路。
PLT的数据包的格式示于
表1-1
第4页。
物理层FSK
调制解调器
附加系统
资源
MAC ,抽取器, I2C ,
SPI , UART等。
PLC的核心
PSoC核心
电力线收发器包
文件编号: 001-48325修订版* E
第44 3
[+ ]反馈
CY8CPLC20
表1-1 。电力线收发器( PLT )数据包结构
字节
OFFSET
7
0x00
0x01
0x02
0x03
0x04
0x05
0x06
有效载荷( 0至31个字节)
电力线收发数据包的CRC
RSVD
SEQ民
SA
TYPE
6
5
4
位偏移
3
2
1
0
1.3.6顺序编号
该序列数增加为每一个新的唯一的分组
传输。如果在确认模式和确认
对于一个给定的数据包没有被接收,该数据包被重新发送
(如果TX_Retry > 0 ),具有相同的序列号。如果在
未确认模式,该数据包被发送( TX_Retry + 1)的
次具有相同的序列号。
如果接收器从相同的接收到的连续分组
用相同的序列号和分组的源地址
CRC ,它不通知重复的接收主机
数据包。如果确认模式,它仍然发出一个应答
edgment使得发射机知道该数据包是
收到。
1.3.7寻址
该CY8CPLC20具有寻址的三种模式:
DA型服务RSVD RSVD响应RSVD
TYPE
目标地址
( 8位逻辑, 16位扩展逻辑或64位物理)
源地址
( 8位逻辑, 16位扩展逻辑或64位物理)
命令
有效载荷长度
电力线包头CRC
逻辑寻址:每CY8CPLC20节点可以有
一个8位的逻辑地址或16位逻辑地址。逻辑
PLC的节点的地址由本地应用程序或通过设置
在远程节点上的电力线。
物理寻址:每CY8CPLC20都有一个唯一的64位
物理地址。
组寻址:这是在下一节中介绍。
1.3.3包头
分组报头中包含的第6个字节的数据包时的
1字节的逻辑地址被用来。当8个字节的物理
寻址的情况下,每个源和目的地地址
包含8个字节。在这种情况下,报头可以包括一个
最大20个字节。未使用的字段标记RSVD是未来
膨胀和被发送的第0位。
表1-2
描述
详细PLT数据包头字段。
表1-2。电力线收发器( PLT )包头
名字
SA型
DA型
标签
1
来源
地址类型
2
目的地
地址类型
1
1
响应
描述
0 - 逻辑寻址
1 - 物理地址
00 - 逻辑寻址
01 - 集团寻址
10 - 物理地址
11 =无效
0 - 未确认的消息
1 - 确认的消息
0 - 不确认或
响应包
1 - 确认或响应
对于每个4位唯一标识符
源和目的地之间的数据包
国家。
4位CRC值。这使
接收器暂停接收
数据包的其余部分,如果它的头是
损坏
1.3.8组成员
组成员身份使用户能够多播消息
选择组。该CY8CPLC20支持两种类型的组
地址:
单组成员 - 网络协议支持了
向网络中的这个模式上256个不同的基团。在这
模式中,每个PLC节点只能是单个基团的一部分。为
例如,多个PLC的节点可以是组131的一部分。
多组成员 - 网络协议支持
在这种模式下,每个PLC的节点八个不同的基团可以是
多个组的一部分。例如,一个单一的PLC节点可以
为第3组,第4组,和第7组的同时一部分。
服务
TYPE
响应
这两个成员的模式,也可一起使用
组成员。例如,一个单一的可编程控制器节点可以是一个
组131的一部分,并且还多基,如第3组,
第4组,和第7组。
广播消息到所有组成员ID
网络中的节点为0x00 。
服务类型总是被设置为Unacknowledgment模式
组寻址模式。这是为了避免确认
洪水对组播在电力线。
1.3.9远程命令
除了以上所述电力线发送正常的数据,该
CY8CPLC10也可以发送(和要求)控制信息
(和从)所述网络上的另一个节点。远程的类型
命令发送的TX_CommandID设置寄存器和
接收时,被存储在RX_CommandID寄存器。
当一个控制命令(命令ID = 0x01-0x08和
0x0C的-为0x0F )被接收,该协议自动处理
该分组(如果Lock_Configuration是'0') ,响应该引发剂,
并通知成功传输的主机和
接待。
第44 4
SEQ民
标题
CRC
4
4
顺序
1.3.4负载
分组有效负载具有0到31个字节的长度。有效载荷
内容是用户定义的,并且可以读出或通过我写
2
C.
1.3.5数据包的CRC
该分组的最后一个字节是用来检查一个8位的CRC值
分组数据的完整性。这个CRC计算包括头
和数据包的有效载荷部分,是除
电力线包头CRC 。
文件编号: 001-48325修订版* E
[+ ]反馈
CY8CPLC20
当发送数据命令( ID ×09 )或请求数据
命令(ID的0x0A )被接收,该协议应答与
确认数据包(如果TX_Service_Type =' 1') ,并通知
该主机的新接收到的数据。如果启动器不接收
在500毫秒的确认报文,通知主机
在没有确认收到的情况。
当接收到由发起方的响应命令(ID 0x0B中)
在发送数据指令的要求1.5秒时,
协议通知成功传输的主机和
接待。如果没有被接收到的响应命令
1.5秒内启动,它会通知无响应的主机
接收时的状态。
表1-3 。远程命令
CMD ID
0x01
指令名字
SetRemote_TXEnable
描述
主机是由更新的相应值通知
INT_Status寄存器(包括Status_Value_Change ) 。
0x30-0xff可用于定制命令的命令标识
这将通过外部主机进行处理(例如,设置一个LED
色彩,获得了温度/电压读数) 。
可用的远程命令中描述
表1-3
相应的命令ID 。
有效载荷( TX数据)
响应( RX数据)
如果远程锁定配置= 0 ,
响应= 00 (成功)
如果远程锁定配置= 1 ,
响应= 01 (拒绝)
如果远程锁定配置= 0 ,
响应= 00 (成功)
如果远程锁定配置= 1 ,
响应= 01 (拒绝)
如果远程锁定配置= 0 ,
响应= 00 (成功)
如果远程锁定配置= 1 ,
响应= 01 (拒绝)
设置TX启用的0位 - 禁用远程TX
PLC模式寄存器。的其余1 - 启用远程TX
PLC模式寄存器
不受影响
将寻址,
扩展寻址模式
0 - 禁用扩展
地址
1 - 启用扩展
地址
如果外部地址= 0 ,
有效载荷= 8位逻辑
地址
如果外部地址= 1 ,
有效载荷= 16位
逻辑地址
0x03
SetRemote_ExtendedAddr
0x04
SetRemote_LogicalAddr
将分配指定的逻辑
解决远程PLC
节点
0x05
GetRemote_LogicalAddr
获取无的逻辑地址
远程PLC节点
如果远程TX启用= 0 ,
响应=无
如果远程TX启用= 1 ,
{如果外部地址= 0 ,
响应= 8位逻辑
地址
如果外部地址= 1 ,响应
= 16位逻辑地址}
如果远程TX启用= 0 ,
响应=无
如果远程TX启用= 1 ,
响应= 64位物理
地址
如果远程TX启用= 0 ,
响应=无
如果远程TX启用= 1 ,
响应=远程PLC
模式寄存器
如果TX使能= 0,响应=
如果TX使能= 1,响应=
远程版本寄存器
如果本地服务类型= 0 ,
响应=无
如果本地服务类型= 1 ,
响应=确认
0x06
GetRemote_PhysicalAddr
获取无的物理地址
远程PLC节点
0x07
GetRemote_State
请PLC_Mode注册
从远程PLC内容
节点
0x08
GetRemote_Version
获取无版本号
远程节点
0x09
SendRemote_Data
将数据传输到远程
节点。
有效载荷=本地TX
数据
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第44 5
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CY8CPLC20
电力线通信解决方案
特点
电力线通信解决方案
集成电力线调制解调器PHY
频移键控调制
可配置波特率高达2400个基点
电力线优化的网络协议
集成了数据链路,传输层和网络层
支持双向半双工通信
8位CRC错误检测,以最小化数据丢失
2
I C使电力线应用层
2
支持50 , 100 ,和400 kHz I C频率
参考设计为110 V / 240 V AC ,12 V / 24 V
交流/直流电力线
参考设计符合CENELEC EN
50065-1 :2001和FCC Part 15
强大的哈佛架构处理器
M8C处理器速度为24 MHz的
两个8×8乘法, 32位累加器
可编程的系统资源( PSoC模块)
12轨到轨模拟PSoC模块提供:
高达14位ADC
最多9位DAC
可编程增益放大器
可编程滤波器和比较器
16个数字PSoC模块提供:
8到32位定时器,计数器和PWM
CRC和PRS模块
最多四个全双工的UART
多个SPI 主设备或从
可连接至所有GPIO引脚
复杂的外设组合起来的模块
灵活的片上存储器
32 KB的闪存程序存储器50000擦除或写入周期
2 KB的SRAM数据存储
在Flash EEPROM仿真
可编程引脚配置
25毫安水槽,所有的GPIO 10毫安源
上拉,下拉,高Z,强,或开漏驱动器
所有GPIO模式
多达12个GPIO所有模拟输入
所有的GPIO可配置的中断
其它系统资源
2
I C奴隶,主人,多主为400kHz
看门狗和休眠定时器
用户可配置的低电压检测
集成监控电路
片内精密基准电压源
完备的开发工具
免费开发软件(的PSoC Designer )
全功能在线仿真器( ICE )和编程器
全速仿真
复杂断点结构
128 KB的跟踪存储器
复杂事件
C语言编译器,汇编器和连接器
逻辑框图
电力线通信解决方案
嵌入式应用
数字和模拟
外设
物理层FSK
调制解调器
附加系统
资源
MAC ,抽取器, I2C ,
SPI , UART等。
PLC的核心
PSoC核心
电力线收发器包
交流/直流电力线耦合电路
( 110V / 240V AC , 12V / 24V AC / DC等)
电力线
赛普拉斯半导体公司
文件编号: 001-48325修订版*
198冠军苑
圣荷西
,
CA 95134-1709
408-943-2600
修订后的2011年6月29日
CY8CPLC20
电力线网络
协议
可编程
系统资源
CY8CPLC20
1.内容
PLC功能概述............................................... 3
采用赛普拉斯的PLC解决方案3可靠的通信
电力线调制解调器PHY ............................................... 3
网络协议................................................ 4 .........
PSoC核心................................................ ......................... 8
可编程系统资源.............................. 8
额外的系统资源................................... 11
入门................................................ ................ 11
应用说明................................................ ...... 11
开发套件................................................ ...... 11
培训................................................. .................... 11
CYPros顾问................................................ .. 11
解决方案库................................................ ........ 11
技术支援................................................ ..... 11
开发工具................................................ ........ 12
PSoC Designer软件子系统...................... 12
在线仿真器( ICE ) ........................................... 12
采用PSoC Designer进行设计..................................... 13
选择组件................................................ ... 13
配置组件............................................. 13
组织和连接.............................................. 13
生成,验证和调试..................................... 13
PLC用户模块............................................... ..... 14
销信息................................................ ............... 15
28引脚器件的引脚............................................. ........ 15
48引脚器件的引脚............................................. ........ 16
100引脚器件的引脚( On-Chip调试) ....................... 17
注册参考................................................ ......... 19
注册约定................................................ 19
寄存器映射表.......................................... 19
电气规格................................................ 22
绝对最大额定值....................................... 22
工作温度............................................. 22
直流电气特性..................................... 23
AC电气特性..................................... 32
包装信息................................................ ... 41
包装尺寸.............................................. 41
热阻................................................ 44
电容上的晶体引脚..................................... 44
回流焊峰值温度............................. 44
开发工具选择......................................... 45
软件................................................. ................... 45
开发套件................................................ ...... 45
评估套件................................................ ........... 46
器件编程................................................ 46
订购信息................................................ ...... 47
订购代码定义......................................... 47
与缩略语................................................. ....................... 48
首字母缩写使用................................................ ......... 48
参考文献................................................ .... 49
文档约定................................................ 49
计量单位............................................... ........ 49
数字规范................................................ 49
词汇表................................................. ......................... 50
文档历史记录页............................................... .. 55
销售,解决方案和法律信息...................... 56
产品................................................. ................... 56
的PSoC解决方案................................................ ......... 56
文件编号: 001-48325修订版*
分页: 56 2
CY8CPLC20
2. PLC功能概述
该CY8CPLC20是一个集成电力线通信
(PLC)芯片的电力线调制解调器PHY和网络协议
堆叠在同一台设备上运行。除了PLC的核心,该
CY8CPLC20还提供了赛普拉斯革命性的PSoC
技术,使系统设计人员能够整合多个
在同一芯片上的功能。
赛普拉斯的PLC解决方案的物理层实现
使用FSK调制解调器,使半双工通信
任何高电压和低电压电力线。该调制解调器
支持原始数据速率高达2400个基点。框图是
所示
图2-2
图2-2 。物理层FSK调制解调器框图
网络协议
采用赛普拉斯的PLC 2.1可靠的通信
电力线提供无处不在的世界,是一个
对PLC技术的广泛使用的通信介质。
输电线的普遍性也使得它很难预测
的特点和PLC产品的操作。由于
世界各地的电力线的质量参差不齐,
实现可靠的通信一直是工程
挑战多年。赛普拉斯的PLC解决方案使安全
可靠的通信。赛普拉斯的PLC功能,使
在强劲的电力线通讯包括:
数字
接收器
数字
发射机
逻辑“1”或
逻辑“0”的
调制器
方波
在FSK
频率
迟滞
比较
低通
滤波器
外部低
低通滤波器
电力线调制解调器PHY
当地
振荡器
相关
发射机
通过优化过滤器集成电力线调制解调器PHY和
放大器与损耗的高电压和低电压下工作
输电线。
优化电力线网络协议,支持双向
与基于确认的信号tional沟通。
情况下的数据包丢失的,由于在电力线突发噪声,
该发射器具有重发数据的功能。
电力线网络协议也支持一个8位的CRC校验
错误检测和数据分组的重传。
甲载波侦听多路访问(CSMA )方案被内置到
该分组之间的冲突最小化的网络协议
在电力线传输,支持多个主
和更大的网络上的可靠的通信。
IF频带
低通滤波器
混频器
当地
振荡器
可编程
增益放大器器
接收器
HF频段
低通滤波器
RX
扩音器
耦合电路
2.2.1发射机部分
从网络层的数字数据被数字序列
发射机和作为输入到调制器。调制器
通过一个明确的因素划分本地振荡器的频率
根据所输入的数据是否为高电平逻辑“1”或低
逻辑电平“0” 。然后,它会产生一个方波133.3千赫(逻辑
'0')或131.8千赫(逻辑“1” ),其被馈送到可编程
增益放大器,以产生频移键控调制信号。这使得
信号根据在所述噪声可调谐放大
通道。的逻辑“1”的频率也可以被配置为
130.4 kHz的范围更广泛的FSK偏差。
2.2.2接收器部分
从电力线输入的FSK信号被输入到高
高频(HF )带通滤波器,滤除带外的频率
经滤波的信号中所需的部件和输出
频谱的125 kHz到140 kHz的进一步解调。该
混合器块乘以滤波FSK信号与本地
产生的信号,以产生外差频率。
2.2电力线调制解调器PHY
图2-1 。物理层FSK调制解调器
电力线通信解决方案
嵌入式应用
数字和模拟
外设
物理层FSK
调制解调器
附加系统
资源
MAC ,抽取器, I2C ,
SPI , UART等。
PLC的核心
PSoC核心
电力线收发器包
文件编号: 001-48325修订版*
CY8CPLC20
电力线网络
协议
可编程
系统资源
第56 3
CY8CPLC20
的中频(IF )的带通滤波器进一步除去
出的带外噪声的要求进行进一步的解调。这
信号被馈送到相关器,它产生一个直流分量
(由逻辑“1”和“0” )和更高的频率
组件。
相关器的输出被馈送到低通滤波器(LPF ),该
输出仅在2400波特解调的数字数据和
抑制在生成的所有其他较高频率分量
相关处理。 LPF的输出由数字化
迟滞比较器。这消除了相关器的效果
延迟和错误的逻辑触发因噪音。数字接收器
反序列化这些数据,并输出到网络层为
解释。
2.2.3耦合电路参考设计
来自耦合电路耦合的低电压信号
CY8CPLC20到电力线。这个电路的拓扑结构是
通过在电力线和设计上的电压来确定
制约了电力线的使用法规规定。
赛普拉斯提供的参考设计为一系列的电力线
包括电压110 V / 240 V AC ,12 V / 24 V AC / DC 。该
CY8CPLC20能够比其它的数据通信的
AC / DC电力线,以及用适当的外部耦合
电路。 110 V AC和240 V AC的设计都符合了
以下电力线的使用规则:
在CY8CPLC20载体实现的网络协议
以下功能:
双向半双工通信
主从或对等网络的网络拓扑结构
电力线网络上多个主
8位逻辑寻址支持多达256个节点的电力线
16位扩展逻辑寻址最多可支持65536
电力线节点
64位物理寻址支持高达2
64
电力线节点
个体,广播或组模式寻址
载波侦听多路访问(CSMA )
完全控制传输参数
承认
待处理财产损溢
重复发送
2.3.1 CSMA和时序参数
FCC第15部分为北美
EN 50065-1 :2001欧洲
CSMA - 该协议提供了随机选择一段
85至115毫秒(在7可能的值在这个
范围),其中所述带在使用中( BIU)检测器必须显示
该行是未使用时,尝试进行传输之前。
BIU - 带在用检测器,根据CENELEC EN定义
50065-1 ,活跃时超过86 dBmVrms信号
在该范围内的任何地方131.5 kHz至133.5 kHz的是本作
至少4毫秒。这个阈值可以为不同的配置
终端系统的应用程序不需要CENELEC
compliance.The的调制解调器尝试后,每85至重发
115毫秒时的频带正在使用中。该变送器超时后
1.1秒至3秒(根据在所述噪声
电力线),并产生一个中断,以指示
发射器是无法获得的电力线。
2.3网络协议
赛普拉斯的电力线网络优化的协议执行
数据链路,并在一个功能网络层
ISO / OSI等效模型。
图2-3 。电力线网络协议
电力线通信解决方案
嵌入式应用
2.3.2电力线收发器包
电力线网络
协议
可编程
系统资源
数字和模拟
外设
CY8CPLC20
电力线网络协议定义了一个电力线收发器
( PLT)的数据包结构,其用于之间的数据传输
在整个电力线节点。包形成及数据
在整个电力线网络传输的实现
在内部CY8CPLC20 。
一个PLT包被分成可变长度的报头(最低
6字节到最大20个字节,这取决于地址类型) ,一
可变长度的有效载荷(最低为0字节到最大31
个字节) ,和一个数据包的CRC字节。
这个分组(前面一个字节前同步码“是0xAB ”),然后
由电力线调制解调器PHY和外部发送
在整个电力线耦合电路。
PLT的数据包的格式示于
表2-1第5页。
物理层FSK
调制解调器
附加系统
资源
MAC ,抽取器, I2C ,
SPI , UART等。
PLC的核心
PSoC核心
电力线收发器包
文件编号: 001-48325修订版*
第56 4
CY8CPLC20
表2-1 。电力线收发器( PLT )数据包结构
字节
OFFSET
7
0x00
0x01
0x02
0x03
0x04
0x05
0x06
有效载荷( 0至31个字节)
电力线收发数据包的CRC
RSVD
SEQ民
SA
TYPE
6
5
4
位偏移
3
2
1
0
2.3.6顺序编号
该序列数增加为每一个新的唯一的分组
传输。如果在确认模式和确认
对于一个给定的数据包没有被接收,该数据包被重新发送
(如果TX_Retry > 0 ),具有相同的序列号。如果在
未确认模式,该数据包被发送( TX_Retry + 1)的
次具有相同的序列号。
如果接收器从相同的接收到的连续分组
用相同的序列号和分组的源地址
CRC ,它不通知重复的接收主机
数据包。如果在确认模式下,它仍然发送一个
确认,使得发送方知道该分组
被接收。
2.3.7寻址
该CY8CPLC20具有寻址的三种模式:
DA型服务RSVD RSVD响应RSVD
TYPE
目标地址
( 8位逻辑, 16位扩展逻辑或64位物理)
源地址
( 8位逻辑, 16位扩展逻辑或64位物理)
命令
有效载荷长度
电力线包头CRC
逻辑寻址:每CY8CPLC20节点可以有
一个8位的逻辑地址或16位逻辑地址。逻辑
PLC的节点的地址由本地应用程序或通过设置
在远程节点上的电力线。
物理寻址:每CY8CPLC20都有一个唯一的64位
物理地址。
组寻址:这是在下一节中介绍。
2.3.3包头
分组报头中包含的第6个字节的数据包时的
1字节的逻辑地址被用来。当8个字节的物理
寻址的情况下,每个源和目的地地址
包含8个字节。在这种情况下,报头可以包括一个
最大20个字节。未使用的字段标记RSVD是未来
膨胀和被发送的第0位。
表2-2
描述
详细PLT数据包头字段。
表2-2 。电力线收发器( PLT )包头
名字
SA型
DA型
标签
1
来源
地址类型
2
目的地
地址类型
1
1
响应
描述
0 - 逻辑寻址
1 - 物理地址
00 - 逻辑寻址
01 - 集团寻址
10 - 物理地址
11 =无效
0 - 未确认的消息
1 - 确认的消息
0 - 不确认或
响应包
1 - 确认或响应
对于每个4位唯一标识符
源和目的地之间的数据包
国家。
4位CRC值。这使
接收器暂停接收
数据包的其余部分,如果它的头是
损坏
2.3.8组成员
组成员身份使用户能够多播消息
选择组。该CY8CPLC20支持两种类型的组
地址:
单组成员 - 网络协议支持了
向网络中的这个模式上256个不同的基团。在这
模式中,每个PLC节点只能是单个基团的一部分。为
例如,多个PLC的节点可以是组131的一部分。
多组成员 - 网络协议支持
在这种模式下,每个PLC的节点八个不同的基团可以是
多个组的一部分。例如,一个单一的PLC节点可以
为第3组,第4组,和第7组的同时一部分。
服务
TYPE
响应
这两个成员的模式,也可一起使用
组成员。例如,一个单一的可编程控制器节点可以是一个
组131的一部分,并且还多基,如第3组,
第4组,和第7组。
广播消息到所有组成员ID
网络中的节点为0x00 。
服务类型总是被设置为Unacknowledgment模式
组寻址模式。这是为了避免确认
洪水对组播在电力线。
2.3.9远程命令
除了以上所述电力线发送正常的数据,该
CY8CPLC10也可以发送(和要求)控制信息
(和从)所述网络上的另一个节点。远程的类型
命令发送的TX_CommandID设置寄存器和
接收时,被存储在RX_CommandID寄存器。
当一个控制命令(命令ID = 0x01-0x08和
0x0C的-为0x0F )被接收,该协议自动处理
该分组(如果Lock_Configuration是'0') ,响应该引发剂,
并通知成功传输的主机和
接待。
第56 5
SEQ民
标题
CRC
4
4
顺序
2.3.4负载
分组有效负载具有0到31个字节的长度。有效载荷
内容是用户定义的,并且可以读出或通过我写
2
C.
2.3.5数据包的CRC
该分组的最后一个字节是用来检查一个8位的CRC值
分组数据的完整性。这个CRC计算包括头
和数据包的有效载荷部分,是除
电力线包头CRC 。
文件编号: 001-48325修订版*
CY8CPLC20
电力线通信解决方案
特点
电力线通信解决方案
集成电力线调制解调器PHY
频移键控调制
可配置波特率高达2400个基点
电力线优化的网络协议
集成了数据链路,传输层和网络层
支持双向半双工通信
8位CRC错误检测,以最小化数据丢失
2
I C使电力线应用层
2
支持50 , 100 ,和400 kHz I C频率
参考设计为110 V / 240 V AC ,12 V / 24 V
交流/直流电力线
参考设计符合CENELEC EN
50065-1 :2001和FCC Part 15
强大的哈佛架构处理器
M8C处理器速度为24 MHz的
两个8×8乘法, 32位累加器
可编程的系统资源( PSoC模块)
12轨到轨模拟PSoC模块提供:
高达14位ADC
最多9位DAC
可编程增益放大器
可编程滤波器和比较器
16个数字PSoC模块提供:
8到32位定时器,计数器和PWM
CRC和PRS模块
最多四个全双工的UART
多个SPI 主设备或从
可连接至所有GPIO引脚
复杂的外设组合起来的模块
灵活的片上存储器
32 KB的闪存程序存储器50000擦除或写入周期
2 KB的SRAM数据存储
在Flash EEPROM仿真
可编程引脚配置
25毫安水槽,所有的GPIO 10毫安源
上拉,下拉,高Z,强,或开漏驱动器
所有GPIO模式
多达12个GPIO所有模拟输入
所有的GPIO可配置的中断
其它系统资源
2
I C奴隶,主人,多主为400kHz
看门狗和休眠定时器
用户可配置的低电压检测
集成监控电路
片内精密基准电压源
完备的开发工具
免费开发软件(的PSoC Designer )
全功能在线仿真器( ICE )和编程器
全速仿真
复杂断点结构
128 KB的跟踪存储器
复杂事件
C语言编译器,汇编器和连接器
逻辑框图
电力线通信解决方案
嵌入式应用
数字和模拟
外设
物理层FSK
调制解调器
附加系统
资源
MAC ,抽取器, I2C ,
SPI , UART等。
PLC的核心
PSoC核心
电力线收发器包
交流/直流电力线耦合电路
( 110V / 240V AC , 12V / 24V AC / DC等)
电力线
赛普拉斯半导体公司
文件编号: 001-48325修订版* K
198冠军苑
圣荷西
,
CA 95134-1709
408-943-2600
修订后的2012年8月16日
CY8CPLC20
电力线网络
协议
可编程
系统资源
CY8CPLC20
1.内容
PLC功能概述............................................... 3
采用赛普拉斯的PLC解决方案3可靠的通信
电力线调制解调器PHY ............................................... 3
网络协议................................................ 4 .........
PSoC核心................................................ ......................... 8
可编程系统资源.............................. 8
额外的系统资源................................... 11
入门................................................ ................ 11
应用说明................................................ ...... 11
开发套件................................................ ...... 11
培训................................................. .................... 11
CYPros顾问................................................ .. 11
解决方案库................................................ ........ 11
技术支援................................................ ..... 11
开发工具................................................ ........ 12
PSoC Designer软件子系统...................... 12
在线仿真器( ICE ) ........................................... 12
采用PSoC Designer进行设计..................................... 13
选择组件................................................ ... 13
配置组件............................................. 13
组织和连接.............................................. 13
生成,验证和调试..................................... 13
PLC用户模块............................................... ..... 14
销信息................................................ ............... 15
28引脚器件的引脚............................................. ........ 15
48引脚器件的引脚............................................. ........ 16
100引脚器件的引脚( On-Chip调试) ....................... 17
注册参考................................................ ......... 19
注册约定................................................ 19
寄存器映射表.......................................... 19
电气规格................................................ 22
绝对最大额定值....................................... 22
工作温度............................................. 22
直流电气特性..................................... 23
AC电气特性..................................... 32
包装信息................................................ ... 41
包装尺寸.............................................. 41
热阻................................................ 44
电容上的晶体引脚..................................... 44
回流焊峰值温度............................. 44
开发工具选择......................................... 45
软件................................................. ................... 45
开发套件................................................ ...... 45
评估套件................................................ ........... 46
器件编程................................................ 46
订购信息................................................ ...... 47
订购代码定义......................................... 47
与缩略语................................................. ....................... 48
首字母缩写使用................................................ ......... 48
参考文献................................................ .... 49
文档约定................................................ 49
计量单位............................................... ........ 49
数字规范................................................ 49
词汇表................................................. ......................... 50
文档历史记录页............................................... .. 55
销售,解决方案和法律信息...................... 56
产品................................................. ................... 56
的PSoC解决方案................................................ ......... 56
文件编号: 001-48325修订版* K
分页: 56 2
CY8CPLC20
2. PLC功能概述
该CY8CPLC20是一个集成电力线通信
(PLC)芯片的电力线调制解调器PHY和网络协议
堆叠在同一台设备上运行。除了PLC的核心,该
CY8CPLC20还提供了赛普拉斯革命性的PSoC
技术,使系统设计人员能够整合多个
在同一芯片上的功能。
赛普拉斯的PLC解决方案的物理层实现
使用FSK调制解调器,使半双工通信
任何高电压和低电压电力线。该调制解调器
支持原始数据速率高达2400个基点。框图是
所示
图2-2
图2-2 。物理层FSK调制解调器框图
网络协议
采用赛普拉斯的PLC 2.1可靠的通信
电力线提供无处不在的世界,是一个
对PLC技术的广泛使用的通信介质。
输电线的普遍性也使得它很难预测
的特点和PLC产品的操作。由于
世界各地的电力线的质量参差不齐,
实现可靠的通信一直是工程
挑战多年。赛普拉斯的PLC解决方案使安全
可靠的通信。赛普拉斯的PLC功能,使
在强劲的电力线通讯包括:
数字
接收器
数字
发射机
逻辑“1”或
逻辑“0”的
调制器
方波
在FSK
频率
迟滞
比较
低通
滤波器
外部低
低通滤波器
电力线调制解调器PHY
当地
振荡器
相关
发射机
通过优化过滤器集成电力线调制解调器PHY和
放大器与损耗的高电压和低电压下工作
输电线。
优化电力线网络协议,支持双向
与基于确认的信号tional沟通。
情况下的数据包丢失的,由于在电力线突发噪声,
该发射器具有重发数据的功能。
电力线网络协议也支持一个8位的CRC校验
错误检测和数据分组的重传。
甲载波侦听多路访问(CSMA )方案被内置到
该分组之间的冲突最小化的网络协议
在电力线传输,支持多个主
和更大的网络上的可靠的通信。
IF频带
低通滤波器
混频器
当地
振荡器
可编程
增益放大器器
接收器
HF频段
低通滤波器
RX
扩音器
耦合电路
2.2.1发射机部分
从网络层的数字数据被数字序列
发射机和作为输入到调制器。调制器
通过一个明确的因素划分本地振荡器的频率
根据所输入的数据是否为高电平逻辑“1”或低
逻辑电平“0” 。然后,它会产生一个方波133.3千赫(逻辑
'0')或131.8千赫(逻辑“1” ),其被馈送到可编程
增益放大器,以产生频移键控调制信号。这使得
信号根据在所述噪声可调谐放大
通道。的逻辑“1”的频率也可以被配置为
130.4 kHz的范围更广泛的FSK偏差。
2.2.2接收器部分
从电力线输入的FSK信号被输入到高
高频(HF )带通滤波器,滤除带外的频率
经滤波的信号中所需的部件和输出
频谱的125 kHz到140 kHz的进一步解调。该
混合器块乘以滤波FSK信号与本地
产生的信号,以产生外差频率。
2.2电力线调制解调器PHY
图2-1 。物理层FSK调制解调器
电力线通信解决方案
嵌入式应用
数字和模拟
外设
物理层FSK
调制解调器
附加系统
资源
MAC ,抽取器, I2C ,
SPI , UART等。
PLC的核心
PSoC核心
电力线收发器包
文件编号: 001-48325修订版* K
CY8CPLC20
电力线网络
协议
可编程
系统资源
第56 3
CY8CPLC20
的中频(IF )的带通滤波器进一步除去
出的带外噪声的要求进行进一步的解调。这
信号被馈送到相关器,它产生一个直流分量
(由逻辑“1”和“0” )和更高的频率
组件。
相关器的输出被馈送到低通滤波器(LPF ),该
输出仅在2400波特解调的数字数据和
抑制在生成的所有其他较高频率分量
相关处理。 LPF的输出由数字化
迟滞比较器。这消除了相关器的效果
延迟和错误的逻辑触发因噪音。数字接收器
反序列化这些数据,并输出到网络层为
解释。
2.2.3耦合电路参考设计
来自耦合电路耦合的低电压信号
CY8CPLC20到电力线。这个电路的拓扑结构是
通过在电力线和设计上的电压来确定
制约了电力线的使用法规规定。
赛普拉斯提供的参考设计为一系列的电力线
包括电压110 V / 240 V AC ,12 V / 24 V AC / DC 。该
CY8CPLC20能够比其它的数据通信的
AC / DC电力线,以及用适当的外部耦合
电路。 110 V AC和240 V AC的设计都符合了
以下电力线的使用规则:
在CY8CPLC20载体实现的网络协议
以下功能:
双向半双工通信
主从或对等网络的网络拓扑结构
电力线网络上多个主
8位逻辑寻址支持多达256个节点的电力线
16位扩展逻辑寻址最多可支持65536
电力线节点
64位物理寻址支持高达2
64
电力线节点
个体,广播或组模式寻址
载波侦听多路访问(CSMA )
完全控制传输参数
承认
待处理财产损溢
重复发送
2.3.1 CSMA和时序参数
FCC第15部分为北美
EN 50065-1 :2001欧洲
CSMA - 该协议提供了随机选择一段
85至115毫秒(在7可能的值在这个
范围),其中所述带在使用中( BIU)检测器必须显示
该行是未使用时,尝试进行传输之前。
BIU - 带在用检测器,根据CENELEC EN定义
50065-1 ,活跃时超过86 dBmVrms信号
在该范围内的任何地方131.5 kHz至133.5 kHz的是本作
至少4毫秒。这个阈值可以为不同的配置
终端系统的应用程序不需要CENELEC
compliance.The的调制解调器尝试后,每85至重发
115毫秒时的频带正在使用中。该变送器超时后
1.1秒至3秒(根据在所述噪声
电力线),并产生一个中断,以指示
发射器是无法获得的电力线。
2.3网络协议
赛普拉斯的电力线网络优化的协议执行
数据链路,并在一个功能网络层
ISO / OSI等效模型。
图2-3 。电力线网络协议
电力线通信解决方案
嵌入式应用
2.3.2电力线收发器包
电力线网络
协议
可编程
系统资源
数字和模拟
外设
CY8CPLC20
电力线网络协议定义了一个电力线收发器
( PLT)的数据包结构,其用于之间的数据传输
在整个电力线节点。包形成及数据
在整个电力线网络传输的实现
在内部CY8CPLC20 。
一个PLT包被分成可变长度的报头(最低
6字节到最大20个字节,这取决于地址类型) ,一
可变长度的有效载荷(最低为0字节到最大31
个字节) ,和一个数据包的CRC字节。
这个分组(前面一个字节前同步码“是0xAB ”),然后
由电力线调制解调器PHY和外部发送
在整个电力线耦合电路。
PLT的数据包的格式示于
表2-1第5页。
物理层FSK
调制解调器
附加系统
资源
MAC ,抽取器, I2C ,
SPI , UART等。
PLC的核心
PSoC核心
电力线收发器包
文件编号: 001-48325修订版* K
第56 4
CY8CPLC20
表2-1 。电力线收发器( PLT )数据包结构
字节
OFFSET
7
0x00
0x01
0x02
0x03
0x04
0x05
0x06
有效载荷( 0至31个字节)
电力线收发数据包的CRC
RSVD
SEQ民
SA
TYPE
6
5
4
位偏移
3
2
1
0
2.3.6顺序编号
该序列数增加为每一个新的唯一的分组
传输。如果在确认模式和确认
对于一个给定的数据包没有被接收,该数据包被重新发送
(如果TX_Retry > 0 ),具有相同的序列号。如果在
未确认模式,该数据包被发送( TX_Retry + 1)的
次具有相同的序列号。
如果接收器从相同的接收到的连续分组
用相同的序列号和分组的源地址
CRC ,它不通知重复的接收主机
数据包。如果在确认模式下,它仍然发送一个
确认,使得发送方知道该分组
被接收。
2.3.7寻址
该CY8CPLC20具有寻址的三种模式:
DA型服务RSVD RSVD响应RSVD
TYPE
目标地址
( 8位逻辑, 16位扩展逻辑或64位物理)
源地址
( 8位逻辑, 16位扩展逻辑或64位物理)
命令
有效载荷长度
电力线包头CRC
逻辑寻址:每CY8CPLC20节点可以有
一个8位的逻辑地址或16位逻辑地址。逻辑
PLC的节点的地址由本地应用程序或通过设置
在远程节点上的电力线。
物理寻址:每CY8CPLC20都有一个唯一的64位
物理地址。
组寻址:这是在下一节中介绍。
2.3.3包头
分组报头中包含的第6个字节的数据包时的
1字节的逻辑地址被用来。当8个字节的物理
寻址的情况下,每个源和目的地地址
包含8个字节。在这种情况下,报头可以包括一个
最大20个字节。未使用的字段标记RSVD是未来
膨胀和被发送的第0位。
表2-2
描述
详细PLT数据包头字段。
表2-2 。电力线收发器( PLT )包头
名字
SA型
DA型
标签
1
来源
地址类型
2
目的地
地址类型
1
1
响应
描述
0 - 逻辑寻址
1 - 物理地址
00 - 逻辑寻址
01 - 集团寻址
10 - 物理地址
11 =无效
0 - 未确认的消息
1 - 确认的消息
0 - 不确认或
响应包
1 - 确认或响应
对于每个4位唯一标识符
源和目的地之间的数据包
国家。
4位CRC值。这使
接收器暂停接收
数据包的其余部分,如果它的头是
损坏
2.3.8组成员
组成员身份使用户能够多播消息
选择组。该CY8CPLC20支持两种类型的组
地址:
单组成员 - 网络协议支持了
向网络中的这个模式上256个不同的基团。在这
模式中,每个PLC节点只能是单个基团的一部分。为
例如,多个PLC的节点可以是组131的一部分。
多组成员 - 网络协议支持
在这种模式下,每个PLC的节点八个不同的基团可以是
多个组的一部分。例如,一个单一的PLC节点可以
为第3组,第4组,和第7组的同时一部分。
服务
TYPE
响应
这两个成员的模式,也可一起使用
组成员。例如,一个单一的可编程控制器节点可以是一个
组131的一部分,并且还多基,如第3组,
第4组,和第7组。
广播消息到所有组成员ID
网络中的节点为0x00 。
服务类型总是被设置为Unacknowledgment模式
组寻址模式。这是为了避免确认
洪水对组播在电力线。
2.3.9远程命令
除了以上所述电力线发送正常的数据,该
CY8CPLC10也可以发送(和要求)控制信息
(和从)所述网络上的另一个节点。远程的类型
命令发送的TX_CommandID设置寄存器和
接收时,被存储在RX_CommandID寄存器。
当一个控制命令(命令ID = 0x01-0x08和
0x0C的-为0x0F )被接收,该协议自动处理
该分组(如果Lock_Configuration是'0') ,响应该引发剂,
并通知成功传输的主机和
接待。
第56 5
SEQ民
标题
CRC
4
4
顺序
2.3.4负载
分组有效负载具有0到31个字节的长度。有效载荷
内容是用户定义的,并且可以读出或通过我写
2
C.
2.3.5数据包的CRC
该分组的最后一个字节是用来检查一个8位的CRC值
分组数据的完整性。这个CRC计算包括头
和数据包的有效载荷部分,是除
电力线包头CRC 。
文件编号: 001-48325修订版* K
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