ICS1523型高性能可編程行同步時鐘發(fā)生器的原理及應(yīng)用

ics1523是一款高性能、低功耗的同步信號發(fā)生器，它廣泛應(yīng)用于要求行同步、同步鎖相的視頻應(yīng)用領(lǐng)域，由于采用低電壓cmos混合模式技術(shù)，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(tài)相位調(diào)整電路可以控制像素時鐘相對hysnc的相位，先進的鎖相環(huán)技術(shù)可以選擇內(nèi)部可編程分頻或外部分頻，所有的功能都可以通過行業(yè)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(tài)調(diào)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(fù)位；

可選擇內(nèi)部或者外部環(huán)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(nèi)部寄存器

3.1 工作原理

ics1523的內(nèi)部組成框圖如圖2所示。

ics1523的鎖相環(huán)是針對行同步應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計的，內(nèi)部高性能施密特觸發(fā)器在很短時間內(nèi)對輸入的hsinc信號進行預(yù)處理，并將處理后的hsync作為干凈的參考信號，預(yù)處理后的hsync信號或者hsync的恢復(fù)信號會在func引腳上出現(xiàn)，這個輸出信號與像素時鐘的邊界對齊。

ics1523內(nèi)部具有自動上電復(fù)位檢測電路。如果輸入電壓值低于它的門限值會自動復(fù)位，因而沒有必要連接外部復(fù)位信號。

動態(tài)相位調(diào)整功能使得它能夠輸出相關(guān)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(shè)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(yè)標準的i2c串行總線接口進行編程。通過該接口能夠訪問內(nèi)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(jù)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(nèi)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(fù)位寄存器、電路版本寄存器和狀態(tài)寄存器。下面介紹幾個重要的寄存器。

（1）狀態(tài)寄存器（status register）

dpa_lock：動態(tài)相位調(diào)整鎖定標志，0=沒有鎖定，1=鎖定。

pll_lock：鎖相環(huán)鎖定標志，同上。

d2-d7：reserved。

（2）復(fù)位寄存器（reset register）

dpa reset：復(fù)位動態(tài)相位調(diào)整工作寄存器，寫xah表示復(fù)位dpa工作寄存器。

pll reset：復(fù)位鎖相環(huán)工作寄存器，寫5xh表示復(fù)位pll工作寄存器。

其中，寫5ah而表示同時復(fù)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(shè)置的系數(shù)（設(shè)置的數(shù)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(zhuǎn)使能，0=不反轉(zhuǎn)，1=反轉(zhuǎn)。

out_scl：clk分頻系列。

（5）dpa控制寄存器

pa_res0：動態(tài)相位調(diào)整精度選擇。

（6）dpa偏移寄存器

dpa_os：動態(tài)相位調(diào)整偏移。

fil_sel：鎖相環(huán)路選擇，0=外部，1=內(nèi)部。

（7）鎖相環(huán)路寄存器

pfd0-2相位/頻率檢測增益。

psd0-1：后分頻系數(shù)。

（8）輸入控制寄存器

endls：使能dpa鎖存狀態(tài)輸出到lock/ref腳。

enpls：使能pll鎖存狀態(tài)輸出到lock/ref腳。

func_sel：功能輸出選擇，0=恢復(fù)的hsync，1=外部的hsync。

fbk_sel：反饋選擇，0=內(nèi)部反饋，1=外部反饋。

4 典型應(yīng)用

4.1 硬件電路

ics1523的典型應(yīng)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(jié)合典型應(yīng)用還給出相關(guān)寄存器的具體配置數(shù)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：

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(jié)束語

本文提供的硬件電路及寄存器配置值已經(jīng)在實際應(yīng)用中得到驗證，是完全正確的。ics1523為視頻領(lǐng)域提供了一種很好的視頻時鐘解決方案。