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SX, MPU 자료실
작성자 leeky        
작성일 2006/03/16
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ㆍ추천: 5  ㆍ조회: 2826   
  SX52 MMC(메모리카드) WAV화일 녹음과 재생

Multimedia Card란?
MMC는 전세계적으로 통용되는 매우 저렴한 데이터 저장장치이며 커뮤니케이션 미디어로서,
미국의 샌디스크(SanDisk)사와 독일 지멘스(Siemens)사가 공동 개발하여 1997년 11월에
소개한 플래쉬 메모리이다.
전자완구, 전자수첩, PDA, 디지털 카메라, 스트 폰, 디지털 레코더, MP3,
호출기 등 다양한 범위의 기기들에 시용될 수 있도록 고안되었다.
휴대의 간편성과 저렴한 가격에 비해 탁월한 성능을 가지고 있으며,
메모리카드 인터페이스를 이용한 낮은 전력 소모량과 신속한 데이터 처리의 장점도 가지고 있다.

MMC 커뮤니케이션은 저 전압의 환경에서도 작동되는 최신의 7-pin 시리얼 버스를 기반으로 하고 있으며,
커뮤니케이션 프로토콜은 일한 기준의 일부로서 MultiMediaCard mode라 한다.
MMC는 기존의 콘트롤러에 대한 호환성을 높이기 위해 이러한 MultiMediaCard mode 외에도
SPI표준에 기초한 다른 대안의 커뮤니케이션 프로토콜을 제공할 수 있다.

이런 장점들을 바탕으로 현재 MMC는 디지털 카메라(digital cameras)나
MP-3 음악재생기(MP-3 musicplayers) 등에 주로 이용되고 있으나,
휴대용 비디오 게임기(portable video games), 랩탑 컴퓨터(laptop computers),
개인용 디지털 기기(PDA와 같은 personal digital assistants),
모바일 전화(mobile telephones) 등에도 광범위하게 사용될 것임.

◎ MMC 특징
작은 크기, 큰 저장능력 MMC를 운용하기 위해 저전력이 요구됨.
AA정도의 작은 배터리로 작동 가능함. MMC를 사용하는 응용기기들의 소형화 가능.
메모리 카드로는 처음으로 플래시 메모리와 데이터 변환용 컨트롤러를 하나의 칩에 집약해 두가지
기능을 일체화했기 때문에 정보처리 속도를 향상시킬 수 있음.
MMC는 내부에 콘트롤러가 내장되어 있어서 제어하기 용이함.
MMC는 기존의 콘트롤러에 대한 호환성을 높이기 위해 MMC mode외에도
SPI 표준에 기초한 다른 대안의 커뮤니케이션 프로토콜을 제공할 수도 있다.

◎ MultiMedia Card는
디지탈 휴대용 전자제품에 적합하도록 경박단소를 구현한 제품으로 충격에 강하며,
1백만번 이상의 읽기 쓰기가 가능하다.
CFC의 4/1크기로 메모리카드로는 처음으로 플래쉬 메모리와 데이터 변환용 컨트롤러를
하나의 칩에 집약해 두 가지 기능을 일체화하였기 때문에 정보 처리 속도가 상당히 향상되었다.
MP3, 디지털 카메라, PDA, 휴대전화 등에 적용되며,
카드리더기나 아답터를 통해 PC나 노트북과 interface가 가능하다.
SDC 대비 가격이 저렴하며 SDC를 이용하는 모든 제품에 적용 가능하다.

◎ 용도 :
Digital Still Camera,PDA,MP3 Player,handy phone,portable audio players,
electronic books과 백과사전에 사용된다

◎ 용량 :
16MB, 32MB, 64MB, 128MB, 256MB, 512MB (2.0 ~ 3.6 v) ( 32x24x1.4 mm )

◎ MMC 외형도
 

SX52 MMC 인터페이스
◎ 소개
이 응용기록은 간단한 3핀 SPI 인터페이스(그리고 옵션인 카드의 출력선택인 4번째 핀)를
경유한 외부 MMC카드의 읽기와 쓰기의 프로그래밍 기술을 제공한다.
MMC는 표준 PCMCIA의 1/2이하인 CF카드 같은 64M 까지 데이터와 소거 가능한,
PC에서 설정이 가능한 작은규모의 응용에 이상적(ideal)이다.
이 충족조건에서, MMC에 저장된 데이터는 SX를 사용한 회전버퍼와 모노
혹은 한쌍의 PWM 출력을 사용한 스테레오 음성신호의 출력신호열(stream)을 만든다.
하드웨어는 역시 sigma-delta ADC를 써서 들어오는 저주파신호를 읽거나
비트 스트림으로 들어오는 저주파신호를 역변환하여 PWM RC회로에 출력하는 옵션을 제공한다.

◎ 회로와 프로그램은 어떻게 작동하나
아날로그 출력회로는 한개의 PWM 포트핀에 연결된 간단한 RC 회로망이다.
이 RC조합은 SX에서 나가는 비트스트림의 적분에 의해 DAC출력과 같은 작동을 한다.
The output is then AC-coupled to provide an AC audio signal output.
출력은 교류-결합되어 교류신호 출력을 제공한다.

인터럽트 코드 세그먼트는 ADC 입력과 PWM 출력 코드 세그먼트를 모두 포함한다,
좋은 회전저장기(circular buffer)는 SPI 포트핀을 경유한
MMC 블록읽기 서브루틴을 통해 MMC 스트리밍 데이터로 채워진다.
주 코드는 역시 MMC를 호출하기 위해 필요한 모든 기능을 수행하는
MMC 초기화, 읽기, 쓰기같은 MMC 코멘드 해석 서브루틴을 포함한다.

MMC카드는 SPI프로토콜로 카드를 호출하여 사용할 때는
오직 512바이트의 블록읽기 모드로만 읽을수 있기때문에 회전저장기가 필요하다.
그러므로, 카드에서 완전한 블록으로 부터 데이터는 저장될수 없다.
50 MHz의 발진주파수, SPI 비트읽기 루프는 9 사이클로 압축되어,
600K 바이트/초의 매끄러운 읽기 전송속도를 허용한다.
데이터는 PWM의 출력보다 상당히 빠른 읽기이다.

그러나 CRC 바이트 읽기와 다음블록의 세팅사이에는 특정한 지연이 있다.
버퍼는 인터럽트코드의 루프에서 가상 주변장치의 주파수 타이머의 지원으로
PWM으로 들어가는 스트리밍된 동기출력을 위한 배려이다.
타이머는 샘플링 출력속도의 고정된 간격으로 트리거한다.
하나의 트리거, 다음 데이터 바이트는 PWM 출력되는 회전저장기로 부터 공급된다.

ADC 입력에서 RC 회로망을 쓰기위해,
이것은 별도의 응용기록과 기준이 되는 제한된 주파수의 병합의 설명이다.
이 DA와 AD 변환의 원리는 PWM 가상주변장치의 가능한 가장 낮은 주파수의 반보다 낮은
가장 높은 주파수의 신호를 위해 효과적이다.
터보모드에서 PWM 사이클의 샘플링 주기는 다음과 같이 계산된다.
◎ 주기(sec) = 프리케일러 * RETIW 값 / 발진 주파수

8 비트 출력 신호를 위한, PWM은 계힉된 전압까지 완전히 수렴되려면 256의 인터럽트 패스가 필요하다.
발진주파수 50MHz에서, 1의 프리스케일러, 46의 RETIW 값, PWM출력에서 가능한 주파수는 :
◎ 펄스폭 주파수 = 1 / 주기 * 256 *2 = 50 MHz / (1 * 46 * 256 ) = 4.25 kHz

혹은 3KHz에서 최고-ADC 주파수 이하에서 ADC는 신호감시를 할수 있다.
(만일 ADC가 추가되면 인터럽트 주기는 20부터 증가한다)
그이하의 주파수에서, PWM과 ADC는 정밀하지 않은 정보로 시작할 것이다.
회로에서는 역시 스위칭잡음이 증가할 것이다.
인터럽트 주기안에서 모든 시간동안 ADC 코드를 관리하는 단순한 실행속도로 어떤 코드가 실행되어도,
타이밍이 정밀한 읽기를 위해 까다롭다면, 모든 노력은 알맞게 만드는 것으로 된다.

3.4kHz (R=4.7KW, C=0.01uF)의 차단 주피수에서
하나의 아날로그 입력/출력핀의 RC 회로망은 역시 LPF 역할을 한다.
이것은 비트스트림 스위칭과 단일비트 분해능의 스텝전압에 의해서
고주파 잡음의 발생을 저감하는 도움을 주고있다.
저주파 출력에 추가된 캐패시터는 고역통과필터와 출력신호의 직류를 교류로 바꾸는 역할이다.

개조와 미래의 옵션
약간의 프로그래밍, SPI와 MMC 코맨드 해석 서브루틴들은 바뀔수 있다.
그리고 MMC는 MMC 모드(SanDisk MMC)에서 호출될수 있다.
이 모드는 블록전송을 제한없이 읽기/쓰기 작동을 위해 데이터스트리밍을 허락할 것이다.
다른 MMC 기능들은 코맨드 해석기와 적절히 호출된 서브루틴으로 완성할 것이다.
그래도, 가장 명백한 것은 여기에서 완성될 것이다.

4번째의 MMC 인터페이스핀은 만일 전력 절감 기능이 필요하지 않으면
사용하지 않는 카드의 전력절감(power down)이다.
SX의 확장포트핀에서 노는핀과 MMC의 이핀은 직접 Vdd와 묶일 것이다.

◎ audio plugin 11a + SX52.brd 기판설계
http://www.sxlist.com/images/boards/sxmmc/audio%20plugin%2011a%20+%20SX52.brd
◎ audio plugin 11a + SX52.sch 회로도
http://www.sxlist.com/images/boards/sxmmc/audio%20plugin%2011a%20+%20SX52.sch
◎ MMC 12c.brd 기판설계
http://www.sxlist.com/images/boards/sxmmc/MMC%2012c.brd
◎ MMC 12c.sch 회로도
http://www.sxlist.com/images/boards/sxmmc/MMC%2012c.sch
◎ sx52mmc.src MMC plug-in 음성데모 SX52 소스코드
http://www.sxlist.com/techref/ubicom/contest/mmc/sx52mmc.src

◎ 자재 목록 :
--------------------------------------------------------------
수량 번호 부품명 제조사 설명
--------------------------------------------------------------
1 MMC MMC-4/16/32 SanDisk Sandisk MultiMediaCard
1 IC1 74HC125M Any SOT-8 quad tri-state buffer
2 J1 1393635-2 Amp MMC SMT socket (non-stackable
1 R1-3 P220KGCT-ND Any 220ohm SMT-0603 resistor
2 LED1 ZMG53W LED green LED, SMT-0603
1 LED2 ZUR53W LED yellow LED, SMT-0603
2 LED3-4 ZMR53W LED red LED, SMT-0603
1 J2 S2012-02-ND/A1911-ND 2-pin header
1 shunt 929950-00-ND 3M(any) .100 shorting shunt (2-pin female)
1 PCB Any Printed Circuit Board
1 IC1 TLV2451CDB Texas Instr. Low-power quality SOT-23 op-amp
2 J2,J3 981 Keystone 3.5 mm SMT stereo phono jack
1 J1 S2012-06-ND Any 6-pin header
1 R2 317-2091-1M Any 1M trimmer thruhole pot with knob
1 R1 P10KGCT-ND Any 10Kohm SMT-0603 resistor
2 C1,2 100R15X105MV4 Any 1uF SMT-0805 metal film capacitor
2 C1,2 100R15X105MV4 Any 0.01uF SMT-0805 metal film capacitor
1 MIC1 P9970-ND Any Piezo-electric through-hole microphone
1 PCB Any Printed Circuit Board
--------------------------------------------------------------

◎ 이름 : SX MMC 가상 주변장치 인터페이스 음성데모
◎ 저작권자 : (C)Copyright 1997-2000 Scenix Semiconductor
◎ 크기 : 476 bytes (total)
◎ 저자 : Craig Webb, Andrian Kouznetsov
◎ 날짜 : 97/03/10 to 00/10/30

이프로그램은 프러그인기판을 통해 WAV화일같은 컨텐츠를 외부 메모리에 저장하여 작동하는
MMC카드 데모를 위해, SX 데모보드에서 6개의 가상주변 장치들로 완성했다.
주변장치 인터페이스용 SPI 서브루틴의 방식의 MMC 제어의 하이레벨 코멘드 해석은
SX 주변장치 서브루틴을 통해서 호출된 것이다.

MMC로 들어오는 데이터는 저주파 하드웨어를 통해 대기하는 출력 회전버퍼에 의해 저장된다.
프로그램은 저주파 샘플로 저장되어 PWM 가상주변장치로 출력하기위한 스트림된 MMC 데이터의
결합은 가상 주변장치의 타이머 클럭을 사용한다.
그리고 역시 MMC에 기록하려는 외부신호를 샘플하는 시그마-델타 AD 가상주변장치를 사용한다

1) MMC 코멘드 번역기 인터페이스
2) SPI 인터페이스 서브루틴
3) 회전식 보관 버퍼
4) 타이머 루틴
5) 펄스폭 변조 (PWM) 출력 (2)
6) 조절되는 8-15 비트 ADC (1)
주 루틴이 실행될때, 나중의 4개의 가상주변장치들은 내부 RTCC로 구동된
인터럽트와 백그라운드에서 작동하는 우선권을 가진다.

◎ 프로그램 설명 :
- MMC를 삽입 혹은 제거할때 SX의 SPI 포트 핀들이 초기화됨을 주의한다.
아니면 기묘한 카드 상태로 응답한다.
어떤 경우에도 MMC는 완전히 제거되고 전원이 꺼지면,
동기화와 초기화 루틴이 반드시 작동한다.
- 만일 프로그램이 어떤 MMC 통신 오류로 충돌되면,
가장 먼저 초기화 루틴과 때때로 동기화 루틴이 반복될 것이다.

◎ 프로그램 변수
◎ 기계어 옵션
pcb_revision = 0 ;0 or 1 PCB 버전 1.x
compiler = 0 ;0 or 1 0=SX-Key, 1=SXIDE
stereo = 0 ;0 or 1 set =1 스테레오 PCM 데이터
chip_typev = 1 ;0 or 1 0=SX18/28, 1=SX52
include_adc = 0 ;0 or 1 0=adc 없음

◎ 조절 파라메터
sample_freq = 11025 ;6512-44100 wav화일의 샘플링 속도
MMC_size = 4 ;1-128 MMC 카드의 저장크기
resolution = 8 ;8-15 ADC 분해능 (8-15 비트)
pwm0_init = 80h ;0-FFh PWM0 전압 초기화
pwm1_init = 80h ;0-FFh PWM1 전압 초기화

◎ 프로그램 변수
int_period = 40+(include_adc*20)+6 ;최소 + 주루틴 시간
sx_freq_factor = 1 ;스케일 팩터의 시간지연이다.
; SX 작동은 50MHz(=1), 100MHz (=2)

원저자 http://www.sxlist.com/

AVRTOOLS™

   
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