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    ICS1523型高性能可編程行同步時鐘發生器的原理及應用
    


    
    
    
發布時間：2010-10-26 10:23    
發布者：analog_tech

    


    

    


    關鍵詞：
    ICS1523    , 可編程    , 時鐘發生器    , 行同步
    


    
 

    

    
1 引言 
    

    
ICS1523是一款高性能、低功耗的同步信號發生器，它廣泛應用于要求行同步、同步鎖相的視頻應用領域，由于采用低電壓CMOS混合模式技術，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）的像素時鐘。動態相位調整電路可以控制像素時鐘相對HYSNC的相位，先進的鎖相環技術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行業標準的I2C總線以它的硬件接口進行配置。
    

    
2 主要特點和引腳功能
    

    
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的主要特點如下：
    

    
像素頻率高達250MHz；
    

    
頻率抖動非常��；
    

    
動態調整輸出時鐘相位；
    

    
單終端SSTL_3時鐘輸出；
    

    
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的鎖相環是針對行同步應用優化設計的，內部高性能施密特觸發器在很短時間內對輸入的HSINC信號進行預處理，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的恢復信號會在FUNC引腳上出現，這個輸出信號與像素時鐘的邊界對齊。
    


    

    ICS1523內部具有自動上電復位檢測電路。如果輸入電壓值低于它的門限值會自動復位，因而沒有必要連接外部復位信號。
    


    

    動態相位調整功能使得它能夠輸出相關的HSYNC信號，并且延時于像素時鐘的輸出信號，延遲的大小可以通過編程的方式設置，增加延時功能在多個視頻源要求必須同步時顯得非常有用。
    


    

    ICS1523使用行業標準的I2C串行總線接口進行編程。通過該接口能夠訪問內部的12個寄存器：1個只寫寄存器、8個讀寫寄存器和3個只讀寄存器。根據引腳I2CADR的狀況可分別訪問2個ICS1523，當此引腳為低電平時，讀地址是4DH，寫地址是4CH，如果是高電平，則它的讀地址是4FH，寫地址是4EH，I2C總線接口既可以低速（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寄存器。下面介紹幾個重要的寄存器。
    


    

    （1）狀態寄存器（Status Register）
    


    


    


    


    

    DPA_LOCK：動態相位調整鎖定標志，0=沒有鎖定，1=鎖定。
    


    

    PLL_LOCK：鎖相環鎖定標志，同上。
    


    

    D2-D7：Reserved。
    


    

    （2）復位寄存器（Reset Register）
    


    


    


    


    


    

    DPA RESET：復位動態相位調整工作寄存器，寫XAh表示復位DPA工作寄存器。
    


    

    PLL RESET：復位鎖相環工作寄存器，寫5Xh表示復位PLL工作寄存器。
    


    

    其中，寫5Ah而表示同時復位2個工作寄存器。
    


    

    （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：動態相位調整精度選擇。
    


    

    （6）DPA偏移寄存器
    


    


    


    


    


    

    DPA_OS：動態相位調整偏移。
    


    

    Fil_Sel：鎖相環路選擇，0=外部，1=內部。
    


    

    （7）鎖相環路寄存器
    


    


    


    


    


    

    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鎖存狀態輸出到LOCK/REF腳。
    


    

    EnPLS：使能PLL鎖存狀態輸出到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時所需要的。ICS1523輸入時鐘是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，詳細配置過程見下文給出的部分配置程序。結合典型應用還給出相關寄存器的具體配置數值，如表2所示(這些值可通過ICS1523專用軟件獲取)。
    


    


    


    


    


    

    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
    

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



    

    

    


    

    

    		




    



    
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