电子衡器SOC的设计与实现

　　一、前言

　　电子衡器作为一种计量仪器在市场经济为主导的现代社会发挥了越来越大的作用，同时随着其在各行各业中的应用不断深入，对于电子衡器产品的要求也越来越高，其进一步的发展趋势是融合测试技术、控制技术与计算机技术、通信技术，向智能化、网络化和小型及嵌入式发展。这就要求在设计电子衡器时将其作为一个系统来统筹考虑其功能、可靠性、成本、功耗等问题。片上系统(System on a Chip，SOC)指的是在单个芯片上集成一个完整的专用系统， 一般包括中央处理器(CPU)、存储器 、各种专用的功能模块以及尽可能多的外围电路等。 SOC技术是以IP核复用技术为支撑的，通过IP复用的方法可以有效地提高设计效率、降低市场风险、减少研发费用、缩短研发周期。

　　电子衡器SOC就是通过使用IP，在单个芯片上集成了微控制器(MCU)、模数转换器(ADC)、数字信号处理器(DSP)、非易失性存储器(EEROM)、实时时钟(RTC)、显示驱动等硬件以及完成其他电子衡器特定功能所必需的功能模块，使得仅用一个集成电路(IC)就能完成所有常用电子衡器的功能。 采用SOC技术来设计电子衡器，可以促进电子衡器的小型化，提高可靠性，降低功耗和成本，将成为新一代电子衡器的发展方向。

　　本文采用SOC技术设计了一款电子衡器专用芯片，获得了很好的效果。

　　二、电子衡器SOC的设计

　　1.电子衡器的整体结构要求

　　典型的电子衡器系统由称重传感器和二次仪表组成。 其中，二次仪表由前置放大、低通滤波、模数转换器(ADC)、微控制单元(MCU)和按键、显示、存储、通信等接口组成。

　　本文设计的目的是将上述二次仪表设计到一个芯片中，形成一个完整的电子衡器SOC。要求电子衡器SOC设计能体现本行业最新的发展方向，尽可能做到测试技术与控制技术、计算机技术、通信技术的融合，在合理成本的前提下最大限度地满足电子衡器的功能需求。主要有以下几个方面：

　　(1)称重计量准确度。

　　(2)系统抗干扰性能和可靠性，完备的电源管理。

　　(3)功能：显示、通信及足够的其他接口。

　　(4)功耗：减小软件运行时间，尽可能多地运用硬件来实现基本的运算。

　　2.SOC中的模块功能实现

　　基于IP的电子衡器SOC设计过程：首先正确建立电子衡器的通用模块模型; 然后合理划分各模块功能规范，制定各模块之间的接口协议与标准;再设计出一系列通用的IP核;最后把所需的通用IP核搭建整合在一起构成完整的电子衡器系统。下面介绍主要模块的设计及实现考虑：