[经验]

XMC1000的BCCU亮度色彩控制单元

2018-12-11 10:55:00

3909 英飞凌 XMC1000

XMC1000的BCCU

1 概述
BCCU是亮度色彩控制单元（Brightness and Color Control Unit），用于控制多至9个不同的LED。
通过12bit的Delta Sigma反变换把亮度控制值转换为比特流。这种结构使得BCCU还可以连接一个外部RC电路作为DAC使用。
XMC1000系列中，XMC1200和XMC1300带有BCCU模块

2 特性
1)包括3个独立的Dimming Engine（亮度控制引擎）
2)Dimming Engine支持12位（4096）不同的亮度输出
3)亮度按照指数曲线调节，且步长可调
4)9个独立的输出通道，输出比特流，可以控制9个不同的LED或作为DAC使用
5)通道可连接一个Linear Walker，它的输出时LED的饱和度（Intensity），支持12位调节
6)通道和Dimming Engine之间可自由连接
7)通道也可连接饱和度调节器和Dimming Engine输出值的乘积
8)每个通道可连接一个Packer，当需要降低开关频率是可用到
9)有两个通道可以连接ADC

3 通道结构

每个通道都是相同的结构，其中左侧是通道的输入（包括Dimming Engine和Linear Walker），右侧BCCU.OUTy是通道的输出，从这个结构框图可以看出BCCU通道的工作分为几步

1)输入的选择和配置
2)输入通过Delta Sigma转换为比特流
3)比特流通过一个可选的Packer，某些LED或其驱动芯片有最短开通时间的限制，Packer可以用于类似的需要降低开关速度的情况。
4)外部使能是否输出
5)同时Delta Sigma的输出可以产生一个tigger，用以出发ADC转换等

通道的输入可以有两种，这可以通过修改寄存器DBP来选择，其中Linear Walker的输出为饱和度Intensity

1)Dimming Engine输出和Linear Walker输出的乘积
2)Linear Walker的直接输出
4 Dimming Engine的结构和工作原理

背景：人眼对于外界光线的感应能力是和光强的指数成正比的，比如光强按照2倍增长，人眼对光的感知为线性增长，为此，需要增加一个Dimming Engine，把所希望的输出按照指数型输出。

结构：从结构可以看出Dimming Engine的输入包括

1)目标值Target Dimming Level z[11:0]
2)时钟BCCU_clk和时钟分频 Dimming Clock Divider z[9:0]
3)抖动使能，为了进一步增强其对人眼的线性度，可以增加这个功能

输出为指数型变化的Dimming Level z[11:0]，其变化的周期由时钟和分频共同决定

两种指数变化方式

Dimming Engine包括两种指数变化方式：低精度方式（Coarse Piece-Wise Pseudo-Exponential Curve）和高精度方式（Fine Curve），两种方式的区别在于

1)若把亮度的变化人为是从0%到100%，低精度方式把这个变化的指数曲线分为9段，而高精度方式则分为18段，相比来说高精度方式变化会更加平滑。
2)低精度方式可以增加抖动，但高精度不支持这一功能。

5 Linear Walker的结构和工作原理

Linear Walker是线性调节BCCU输出的结构。它可以定义最终需要输出的亮度（BCCU_INTSy.TCHINT）和达到该亮度需要的时间（BCCU_CHCONFIGy.LINPRES），然后改模块会自动的按照线性增长/减少的方式输出。

6 Packer的结构和工作原理

Packer的主要功能是减少BCCU输出的转换频率，以此减少LED驱动电路的负担，同时可以改善EMC性能。
Packer可以选择使能或不使用。

对于前级的输出，Packer有两个计数器分别用于计算开通和关断的时间（Off-Timer Countr和On-Time Counter）,可以分别定义这两个计数器的阀值，当达到任一阀值时候，两个计数器都会输出到一个4级FIFO。其中要注意的是，当FIFO满时，才会从FIFO最终输出。

继续阅读：英飞凌XMC1000系列产品介绍、产品特性、开发工具汇总