PSoCにおけるAD変換ブロックの選び方(2005.11.16)

PSoC Designerのブロックによると、CY8C29466では12種類、CY8C27443では11種類のAD変換ブロックが存在する。それぞれ特徴がありどれを使うのかは悩むところである。ここでは、その指針について紹介する。

PSoCで実装されているＡＤ変換方式は、大きく分けると、
逐次比較方式（Successive Approximation Register）
インクリメンタル方式（Incremental）
デルタシグマ方式（Delta Sigma）
の3種類がある。それぞれのブロックを分類すると,

	逐次比較方式	インクリメンタル方式	デルタシグマ方式
1信号入力用	SAR6	ADCINC12 ADCINC14 ADCINCVR ADCINC	DELSIG8 DELSIG11 DelSig*
2信号入力用		DualADC（ADCINCVRの2chバージョン）DualADC8
3信号入力用		TriADC（ADCINCVRの3chバージョン）TriADC8

このままでは比較のしようがないので、例えば、ＡＤの変換ビット数で比較してみよう。

*27は不可、29のみ
に分類される。また、インクリメンタル方式では、1信号入力用以外に2信号入力用、3信号入力用のバージョンが用意されている。

	6bit	7bit	8bit	9bit	10bit	11bit	12bit	13bit	14bit
逐次比較
SAR6	○
インクリメンタル
ADINC12							○
ADINC14									○
ADINC	○	○	○	○	○	○	○	○	○
ADINCVR		○	○	○	○	○	○	○
DualADC8			○
DualADC		○	○	○	○	○	○	○
TriADC8			○
TriADC		○	○	○	○	○	○	○
デルタシグマ
DELSIG8			○
DELSIG11						○
DelSig	○*	○*	○*	○*	○*		○*		○*

*27は不可、29のみ

となっている。ＡＤの変換ビットの性能だけで見ると、ADINCが6ビットから14ビットまでと一番幅広く設定ができることがわかる。

ＡＤＣブロックの選択の理由として、ＣＰＵリソースの使用割合なども重要な要素のひとつである。

	デジタルブロック	アナログブロック	RAM	ROM	Decimator
SAR6	0	1	0	58	0
ADINC12	2	1	6	224	0
ADINC14	4	1	6	262	0
ADINC	1 1 1 1	1 1 2 2	8 8 8 8	273 226* 322 275*	1 1 1 1
ADINCVR	3	1	5	309	0
DualADC8	4	2	7	308	0
DualADC	4	2	9	441	0
TriADC8	5	3	11	590	0
TriADC	5	3	11	590	0
DELSIG8	1 1	1 2	6 6	126 126	1 1
DELSIG11	1 1	1 2	12 12	197 197	1 1
DelSig* 29のみ	1 1 1 1 2 2 2 2	1 2 1 2 1 2 1 2	2 2 2 3 3 3 3 3	89 100 91 120 114 123 114 123	1(6bit) 1(8bit) 1(7.5bit) 1(10bit) 1(9bit) 1(12bit) 1(10.5bit) 1(14bit)

使用上の制限としては、デルタシグマ系のブロックは、差分を使うため原理上マルチプレクサを使って複数チャンネルの信号を取り込むことはできない。
以上、それぞれリソースの使用率も異なっている。これらリソースの利用率やＡＤＣの分解能、それに精度などを考慮してブロックを選択すればよい。
このような場合に、Ｃｙｐｒｅｓｓ社ではどのブロックを利用するか薦めているかは、アプリケーションノートAN2239に書いてある。これによると、

ADCINCVRは、初期設定が面倒であるが汎用性の高いADCブロックである。
高速サンプリングを望むならDelSigブロックを使うと良い。
リソースを節約したいならADCINCブロックが良い。
ADCINC12は、割り込みによる遅れが生じるためできる限り使わないほうが良い。
SAR6ブロックにはサンプルホールド回路が無いため、入力電圧の変化が激しいものは使用しないほうがよい。

ということで、Cypress社の専門家による見立てでは、一般に使うならADCINCVRということらしい。

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