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研究生:劉萬賢
研究生(外文):Liu, Wan-Hsieh
論文名稱:現場可編程的系統級積體電路之應用於MP3/FM及GPS
論文名稱(外文):The MP3/FM and GPS application of Field Programmable System Level Integrated Circuit (FPSLIC)
指導教授:邱炳樟邱炳樟引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:電子工程系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2005
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:積體電路多媒體記憶卡系統級數字
外文關鍵詞:systemdata
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本論文研究之主要內容:現場可編程的系統級積體電路(FPSLIC,Field Programmable System Level Integrated Circuit)、MPEG Layer III的音頻解碼、FM可攜式的收音裝置、多媒體記憶卡(SmartMedia Card)、全球定位系統(GPS,Global Position System)之系統整合。此系統可經由FPSLIC的UART接收GPS模組所提供的信號,並透過FPSLIC來控制MP3/FM Radio模組的動作而將MP3音樂或FM廣播輸出,同時將基本的資訊透過數字LED顯示。此系統對研究系統整合之後進提供了基礎成果。
This essay concludes the research of following subjects: The FPSLIC (Field Programmable System Level Integrated Circuit) module, MP3 (MPEG Layer III Decoder) & FM Radio Module, SmartMedia Card, GPS (Global Position System) signal handling on integration of system. The user could use UART port of FPSLIC module to get GPS data and through FPSLIC module to control MP3/FM module that could switch MP3 music or FM broadcasting channel then output to external speaker. The FPSLIC module also provides the basis information from numeric LED to let user understand the operation mode.
This prototype system provide the basis for further of advanced integration system.
目錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
誌  謝 Ⅲ
圖表索引--------------------------------------------ⅥII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 ---------------------------------1
1.2 功能簡介 ---------------------------------3
1.3 論文組織及概論 ---------------------------5
第二章 主要硬體元件介紹 7
2.1 硬體元件概述 ---------------------------- 7
2.2 Atmel FPSLIC ATSTK94 Starter Kit介紹-----9
2.2.1 ATSTK94簡介 -----------------------------9
2.2.2 ATSTK94 FPSLIC Starter Kit外觀和功能----9
2.3 Atmel FPSLIC AT94K40介紹-----------------11
2.3.1 AT94K40簡介-----------------------------11
2.3.2 AT94K40特色-----------------------------11
2.3.3 AT94K40硬體與內部架構-------------------14
2.3.3.1 AT94K40內部方塊圖-------------------15
2.3.3.2 AT94K40內部系統控制暫存器說明-------19
2.4 Atmel AT17C010介紹 ----------------------25
2.4.1 AT17C010簡介 ---------------------------25
2.4.2 AT17C010特色 ---------------------------25
2.4.3 AT17C010內部方塊圖----------------------26
2.5 STMicroelectronics MP3/FM Radio模組介紹 -28
2.5.1 MP3/FM模組簡介--------------------------28
2.5.2 MP3/FM模組方塊圖------------------------28
2.6 STMicroelectronics ST92163介紹-----------29
2.6.1 ST92163簡介-----------------------------29
2.6.2 ST92163特色-----------------------------29
2.6.3 ST92163硬體與內部架構-------------------32
2.6.3.1 ST92163內部方塊圖-------------------32
2.6.3.2 ST92163週邊界面介紹-----------------34
2.6.3.3 ST92163腳位圖-----------------------35
2.7 STMicroelectronics STA015 MP3 解碼器介紹-36
2.7.1 STA015簡介------------------------------36
2.7.2 STA015特色------------------------------36
2.7.3 STA015硬體與內部架構--------------------38
2.7.3.1 STA015內部方塊圖--------------------38
2.8 Philips TDA7088 介紹---------------------41
2.8.1 TDA7088簡介-----------------------------41
2.8.2 TDA7088特色-----------------------------41
2.8.3 TDA7088硬體與內部架構-------------------42
2.8.3.1 TDA7088內部方塊圖-------------------42
2.9 STMicroelectronics STw5094 介紹 ---------44
2.9.1 STw5094簡介-----------------------------44
2.9.2 STw5094特色-----------------------------44
2.9.3 STw5094硬體與內部架構-------------------46
2.9.3.1 STw5094內部方塊圖-------------------47
2.10 多媒體記憶卡(SmartMedia Card) 介紹------49
2.10.1 多媒體記憶卡(SmartMedia Card)簡介------49
2.10.2 多媒體記憶卡腳位說明-------------------49
2.10.3 SmartMedia Card 內部記憶體架構---------50
2.10.4 SmartMedia Card 定址方式---------------51 2.10.5 SmartMedia Card 操作模式和指令---------51
2.11 電壓準位轉換迴路介紹--------------------53
2.11.1 電壓準位轉換迴路簡介-------------------53
2.11.2 電壓準位轉換迴路方塊圖----------------53
第三章 系統韌體程式介紹----------------------- 54
3.1 MP3/FM 模組之組態定義------------------54
3.1.1 ATSTK94 Starter Kit與MP3/FM模組之間的指令介紹----------------------------------54
3.2 MP3/FM模組程式控制說明-----------------56
3.2.1 STw5094 程式控制說明-------------------56
3.2.2 STA015程式控制說明---------------------59
3.2.3 STA015組態設定流程說明-----------------60
3.2.4 STA015 I2C 組態檔案格式----------------62
3.2.5 SmartMedia Card 界面控制說明-----------63
3.3 AT94K40 程式控制說明-------------------76
第四章 系統成果展示與操作說明----------------- 78
4.1 系統之硬體展示-------------------------78
4.2 系統之實際操作說明---------------------83
第五章 結論----------------------------------- 87
參考資料 ------------------------------------------ 89
作者簡介 -------------------------------------------91

圖表索引
圖表索引 ⅥII
圖1-1 論文系統示意圖 4
圖2-1 系統方塊圖 8
圖2-2 ATSTK94 FPSLIC Starter Kit 外觀 10
圖2-3 AT94K40 內部方塊圖 15
圖2-4 FPGA和AVR之間的中斷和定址 17
圖2-5 AT94K40 記憶體配置圖 18
圖2-6 資料記憶體存取方塊圖 18
圖2-7 AT17C010方塊圖 26
圖2-8 MP3/FM模組方塊圖 28
圖2-9 ST92163架構方塊圖 33
圖2-10 ST92163腳位圖 35
圖2-11 STA015方塊圖 38
圖2-12 DATA_REQ控制信號 40
圖2-13 TDA7088方塊圖和應用線路 42
圖2-14 STw5094方塊圖 47
圖2-15 SmartMedia Card Pin Assignment 49
圖2-16 SmartMedia Card內部記憶體架構 50
圖2-17 電壓準位轉換迴路方塊圖 53
圖3-1 AT94K40主程式的流程圖 55
圖3-2 STw5094 初始設定方塊圖 57
圖3-3 STw5094 I2C 組態設定流程圖 58
圖3-4 STA015 組態設定流程 61
圖3-5 STA015 I2C 組態格式 62
圖3-6 SmartMedia Card Command Input Cycle 65
圖3-7 SmartMedia Card Address Input Cycle 65
圖3-8 SmartMedia Card Data Input Cycle 66
圖3-9 SmartMedia Card Serial Read Cycle 66
圖3-10 SmartMedia Card Status Read Cycle 66
圖3-11 SmartMedia Card Read Cycle 67
圖3-12 SmartMedia Card Reset Cycle 67
圖3-13 SmartMedia Card AC Timing 流程圖 69
圖3-14 SmartMedia Card Command Input 流程圖 70
圖3-15 SmartMedia Card Status Read 流程圖 71
圖3-16 SmartMedia Card Status Address Input 流程圖 --------------------------------------72
圖3-17 SmartMedia Card Status Data Input 流程圖73
圖3-18 SmartMedia Card Serial Read 流程圖 74
圖3-19 SmartMedia Card Read Cycle 流程圖 75
圖3-20 AT94K40 Key detection & Numeric LED Display 流程圖----- 76
圖3-21 AT94K40 控制方塊圖 76
圖3-22 AT94K40 UART 控制流程圖 77
圖4-1 ATSTK94 線路方塊圖 79
圖4-2 MP3/FM 線路方塊圖 80
圖4-3 電壓準位轉換線路方塊圖 81
圖4-4 系統實體圖 82
圖4-5 FPSLIC Control Register Setting (1) 83
圖4-6 FPSLIC Control Register Setting (2) 83
圖4-7 FPSLIC Control Register Setting (3) 84
圖4-8 Configurator Programming System (CPS) 85
圖4-9 GPS 資訊接收 86
表2-1 AT94K系列特性 16
表2-2 AVR和FPGA SRAM定址表 19
表2-3 FPSLIC 系統控制暫存器 24
表2-4 MPEG Layer III 標準 39
表2-5 TDA7088腳位表及功能 43
表2-6 SmartMedia Card Pin Name 50
表2-7 SmartMedia Card內部記憶體組態 51
表2-8 SmartMedia Card定址組態 51
表2-9 Operating Logic Table 51
表2-10 Operating Command Table 52
表3-1 ATSTK94與MP3/FM模組(ST92163)之間的指令表54
表3-2 STw5094 初始值 57
表3-3 STA015 MP3模式的初始值 60
表3-4 Alternate Function of ST92163 63
表3-5 SmartMedia Card pin mapping in ST92163-54
表3-6 SmartMedia Card AC Characteristics 68
表3-7 1MB to 128MB SmartMedia Busy Time 68
參考資料
[1] ATSTK94 Starter Kit User Guide,Atmel Corporation,01/2002
[2] AT94KAL Series Field Programmable System Level Integrated Circuit,Atmel Corporation,11/2003
[3] AVR Instruction Set,Atmel Corporation,08/2002
[4] UART and 2-wire Interface Reconfiguration of the AT94K FPSLIC using an AT17 series EEPROM,Atmel Corporation,01/2002
[5] System Design 3.0 User Guide,Atmel Corporation,03/2003
[6] STw5094A Demo tool User Guide,STMicroelectronics,2004
[7] STA015 MPEG 2.5 Layer III Audio Decoder With ADPCM Capability,STMicroelectronics,08/2000
[8] AN1250 Application Note,STMicroelectronics,03/2004
[9] STw5094 18 Bit 8kHz To 48kHz Low Power Stereo Audio DAC with integrated Power Amplifiers and Voice Codec,STMicroelectronics,11/2003
[10] SmartMedia Electrical Specification Web-Online Version 1.00,SSFDC Forum Technical Committee,05/1999
[11] SMIL (SmartMedia Interface Library) Software Edition Version 1.10,Toshiba Corporation,02/2004
[12] ST92163 8/16-BIT FULL SPEED USB MCU FOR COMPOSITE DEVICES WITH 16 ENDPOINTS, 20K ROM, 2K RAM, I2C, SCI, & MFT,STMicroelectronics,01/2002
[13] TDA7088T FM receiver circuit for battery supply,Philips Semiconductors,May 1996
[14] Application Note USING THE I2C-bus PROTOCOL WITH THE ST9,STMicroelectronics,2004
[15] Application Note Using FPSLIC UARTs in C,Atmel Corporation,06/2001
[16] FPGA Configuration EEPROM Memory,Atmel Corporation,12/2004
[17] GPS 及 GSM/GPRS 嵌入式系統設計,徐浩瀚,6/2004
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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