组成智能传感器的接口芯片..

RISC处理器
主要RISC指令架构处理器: 主要CISC指令架构处理器:
APPLE的Power、 PowerPC IBM的CELL PS2游戏机中的EE DEC的Alpha SUN的SPARC HP的PA-RISC MIPS技术公司的MIPS ARM公司的ARM
Intel的Pentium AMD的Athlon
A/D转换器
∑-Δ(求和-比较)技术：通常的，为了经济，信号以允许的最低采样率 被采样，造成的结果是在转换器整个通带上分布的白噪声。如果信号 先进行过采样，然后进行数字滤波，则可以保证限制信号带宽，又有 以下几个好处： •数字滤波器可以构成更锐利的反锯齿滤波器，从而可以对信号进 行向下采样，给出更好的结果（相对模拟滤波器）； •一个20位的模拟数字转换器可以当做一个24位、具有256倍过密 采样的模拟数字转换器使用； •可能会获得一个比单独使用转换器更高的分辨率； •过密采样通常与噪音信号整形耦合在一起。通过噪音整形，改 善可以达到每倍频6L+3 dB（六倍噪音整形的环路滤波器的阶数+过密采 样3dB）。
x86架构于1978年推出的Intel 8086中央处理器中首度出现。而 x86是目前个人计算机的标准平台， 也是历来最成功的CPU架构。话 说x86仍然存在的唯一理由就是为 了兼容大量的x86平台上的软件
对于所有RIS 场的最大挑战
A/D转换器
模拟量转换成数字量的过程被称为模数转换，简称 A/D(Analog to Digital)转换；完成模数转换的电路被称为 A/D 转换器，简称ADC(Analog to Digital Converter)。 A/D转换器由芯片上的RISC处理器进行设置和控制 A/D转换器包含一个具有一位过采样率的调节器和一个 FIR数字滤波器。采用了∑-Δ(求和-比较)技术。 USIC中采用成对设计的∑-ΔA/D转换器可以得到比双通 道单个A/D转换器更高的精度,并且可以实时地对两路信 号进行A/D转换。
RISC处理器
RISC的最大特点是指令长度固定，指令格 式种类少，寻址方式种类少，大多数是简单指 令且都能在一个时钟周期内完成，易于设计超 标量与流水线，寄存器数量多并采用了重叠寄 存器窗口和寄存器堆等技术使寄存器资源得到 充分的利用，大量操作在寄存器之间进行。
CISC的寄存器通常很少，所以， CISC的CPU执行是大多数时间是在访 问存储器中的数据，而不是寄存器中 的。这就拖慢了整个系统的速度。
通用传感器接口芯片USIC 信号调节电路SCA2095 其他接口芯片
通用传感器接口芯片USIC
USID具有智能传感器所需要的各种处 理能力，并能在大多数的传感器应用场 合中使用，它在读书场合只需少量的外 围元件就可提供复杂的高质量处理能力。
研制USID是尤里卡计划中 JLMIE工程中的一部分，目的在 于能够应用于此工程的各种智能 传感器，使传感器结构更简单， 并具有容错性。
其他接口芯片
其它接口芯片还有AD7705、AM401、ESI520等。 AD7705由多路混合器、缓和器、可编程增益放 大器、∑-ΔAD转换器以及数字串行界面组成,它具 有两路模拟输入,因此可以方便地进行温度补偿。 可编程增益放大器的增益在1～128之间。 AM401包括电流输出、电压输出以及比例输出 和开关输出。可以同各种传感器连接使用。 ESI520由微处理器和一个混合信号ASIC组成,16 脚DIP封装,ASIC由仪表放大器、参考可调的D/A 转换器,可编程增益放大器、低频滤波器以及温 度传感器、10位A/D串行接口的组成。
市场分析与前景展望
我国目前智能传感器发展滞后，高端 产品依赖国外进口。我国中高端传感 器进口占比达80%，传感器芯片进口 更是达90%，我国在中高端传感器领 域缺乏自主知识产权。其中数字化、 智能化、微型化等高新技能产品尤为 短缺。
随着自动化产业的不断发展，设备自动化 程度的不断提高，未来传感器将带总线接 口，具备通讯功能，集合计算汇总能力更 加智能化，更多地与控制器、PC进行信息 传递和交流，为机器使用者提供更多终端 诊断信息和数据分析，帮助他们做出更准 确的判断和决定。同时，智能化传感器的 大幅使用可以提前检测设备故障，减少停 工带来的损失
串行与并行接口 数字输出在处理器的控制下选择 RS485/RS232串行通讯或并行接口,由芯片中两 个16位数模转换器产生模拟输出。DAC还可以 同内部的数字正弦波发生器相连做为一个激 励源输出。当采用USIC制作传感器校准仪时, 例如加速度校准,便可利用此激励源作为振动 台的输入,再利用USIC的A/D转换器,便可方便 地测量加速度的幅频特性和相频特性。另外, 模拟输出还可以作为传感器自检时的激励信 号。
RISC处理器
1975年，IBM的设计师John Cocke研究了 当时的IBM370CISC系统，发现其中占总 指令数仅20%的简单指令却在程序调用 中占了80%，而占指令数80%的复杂指 令却只有20%的机会用到。由此，他提 出了RISC的概念。 RISC（Reduced Instruction Set Computer， 精简指令集计算机），是和CISC （Complex Instruction Set Computer，复 杂指令集计算机）相对的一种CPU架构， 它把较长的指令分拆成若干条长度相同 的单一指令，可使CPU的工作变得单纯、 速度更快，设计和开发也更简单。
7.4.4组成智能传感器的接口芯片
智能传感器的j结构形式：
外接的信 号解调电 路 敏感元件 微计算机
智能传 感器
集成电路芯片:
敏感元 件
集成电 路芯片
具有一定 功能的智 能传感器
信号放大 信号过滤 信号的A/D转换 数据处理
集成电路芯片信号处理特点：
功能全 集成高 体积小
价格便宜
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接口芯片介绍
通用传感器接口芯片USIC
RISC处理器
RISC处理器是该芯片的关键部件,在发送给中心计算 机之前,传感器数据由RISC处理器进行预处理(如线 性拟合、温度补偿)并贮存起来。RISC处理器的主要 特点有: ・8位高速CMOS RISC CPU ・42个单字节指令 ・除了编程分支以外,均为单周期指令 ・24位数据总线· ・32k字节外部ROM和32k字节外部RAM ・256字节可寻址寄存器(包括128字节内部集成数据 RAM) ・8级12位硬件堆栈 ・硬件中断控制
USIC实例应用
利用通用接口芯片（USIC）构成智能温度压力传感器
信号调节电路SCA2095
SCA2095是应用于利用压阻效应,采用全桥设计的传感器 (例如压力传感器、应力计、加速度计等)的信号调节电路 的集成电路芯片。
SCA2095还能够更好调节增益和传感器电桥偏移,能修 正灵敏度误差。
芯片的外部数字接口采用三线制,即串行时钟SCLK、数据输出DO、数据输 入DI。通过CPU的操作,设置零位偏移寄存器、温度寄存器、零点温度补偿 寄存器、输出基准寄存器、增益温度补偿寄存器等。这些寄存器中的值通 过D/A转换器变成模拟量叠加在调理电路中,从而改善了传感器特性。