關於MEMS傳感器技術中FIFO功能的一點探索

關於MEMS傳感器技術中FIFO功能的一點探索

背景簡介:

通過在MEMS信號處理電路中設計一個異步結構的FIFO,可以有效地降低系統對MEMS的頻繁訪問。設計一個具有多種工作模式的FIFO,可以滿足一些特殊的姿態檢測需求,更好地滿足系統智能化操作需要。

一般地,FIFO具有旁路模式、連續模式、先入先出模式和中斷模式4種工作模式,在中斷模式下,通過設置不同的條件,可以在不需要主系統單元干涉的情況下自動抓取一些特殊狀態的數據。這樣可以節省很多系統資源。

1、 FIFO的硬件系統組成

整個系統實現會包含2C和SPI接口模塊、信號處理模塊以及中斷檢測模塊。FIFO模式設置和水印閾值設置通過串口I2C或者SPI寫入。

2、 功能模塊

FIFO想對應的讀寫功能邏輯,狀態生成邏輯相對比較複雜,爲了偏於理解,FIFO可以和數據結構中堆棧類比,

3 、工作模式

3.1 旁路模式

在旁路模式下,復位信號有效,FIFO不工作,主系統單元直接讀出ADC輸出的數據。

3.2 連續模式

在連續模式下,數據在FIFO裏面不斷更新,相應地,讀地址指針和寫地址指針也不斷滾動更新,讀地址指針指向最先輸入的RAM地址。在連續模式下,假如數據滿了之後,寫時鐘有效,讀地址指針和寫地址指針需要同時加1,因爲最先的數據已經被覆蓋了。同時在寫時鐘無效的時候,讀時鐘有效,讀地址指針也要加1。

3.3 先入先出模式

在先入先出模式下,數據填充滿了就自動終止,產生滿中斷信號。在沒有讀時鐘的情況下,最終讀地址指針和寫地址指針將會同時指向地址0。相應地,在未充滿的情況下,假如讀時鐘有效,最終讀地址指針和寫地址指針會同時指向中間某一個地址。

3.4 中斷模式

在中斷模式下,數據先是以連續模式工作,假如中斷信號有效,進入先入先出模式,數據填充滿了就自動終止。工作時序圖如圖3所示,數據在未填充滿的情況下,產生中斷信號,數據填充滿了就產生終止信號,滿中斷信號置1,數據開始讀出之後,滿中斷信號清0,當數據完全讀完後,空中斷信號置1。假如FIFO需要重複上面的工作流程,需要清中斷,重新啓動FIFO,在數據開始重新寫入FIFO時,空中斷信號清0。

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