【经验】基于EFM8LB的CLU实现25G LANWDM光模块的曼彻斯特编、解码，减少对MCU带宽资源的占用
SILICON LABS 8位单片机EFM8LB，因具备高速度、高模拟特性、小体积、低成本等特性，被广泛应用在包括25G LANWDM等光模块中，最近又因EFM8LB集成的CLU可以支持硬件曼彻斯特编、解码，更加奠定了EFM8LB在中、低速光模块中的霸主地位。
显然，基于EFM8LB的CLU实现硬件曼彻斯特编、解码，好处多多，不仅处理速度快，更能减少对MCU带宽资源的占用，提高MCU执行速率。那么，如何基于EFM8LB的CLU实现25G LANWDM光模块的曼彻斯特编、解码？本文将为你详细解读。
一、基于EFM8LB CLU0实现的硬件曼彻斯特编码的方法。
以下图1为例，“C”为时钟信号，“D”为数据信号，，“M”为“C”与“D”经曼彻斯特编码后曼彻斯特码。
图1 曼彻斯特编码示例波形
图2 基于EFM8LB CLU0实现的硬件曼彻斯特编码逻辑框图
如上图2，当将时钟信号从P0.4脚输入、将数据信号从P0.7脚输入，并将这两个脚配置为CLU0输入脚、且CLU配置为“XOR”（异或）功能时，则CLU0OUT就可以输出曼彻斯特编码，并可通过CROSSBAR从IO口输出（本例是P0.2脚）。相应的，EFM8LB的CLU0的配置代码如下：
SFRPAGE = 0x20;
/* MXA as P0.4, MXB as P0.7*/
CLU0MX = 0xAB;
CLU0FN = LUT_XOR(SI_LUT_A, SI_LUT_B);
CLU0CF = CLU0CF_OEN__ENABLE |
CLU0CF_OUTSEL__LUT;
CLEN0 |= CLEN0_C0EN__ENABLE;
SFRPAGE = 0;
二、基于EFM8LB CLU0实现的硬件曼彻斯特解码的方法。
基于EFM8LB CLU0的硬件曼彻斯特解码，要比编码复杂的多。它输入是1路曼彻斯特编码“M”，输出的，是两路信号数据“D”及时钟“C”。为了产生时钟信号，还在EFM8LB内部启用1路定时器（本例是T2,自动重载模式）。如下图3，是曼彻斯特解码波形示例，其中包括“M”、“D”、“C”、“T2”及中间信号等波形。
图3 曼彻斯特解码波形示例
如下图4，是EFM8LB基于CLU0~CLU3及T2等外设配置的硬件曼彻斯特解码逻辑框图实例，1路“M”曼彻斯特码输入，2路信号输出（“D”数据码及“C”时钟码）。
图4 基于CLU0~CLU3及T2等硬件外设配置的硬件曼彻斯特解码逻辑框图
对于EFM8LB的外设CLU0~CLU3配置代码如下：
CLU0MX = CLU0MX_MXA__CLU0A1 | CLU0MX_MXB__CLU0B2;
CLU0CF = CLU0CF_OUTSEL__LUT | CLU0CF_OEN__ENABLE;
CLU0FN = LUT_NOR(SI_LUT_A, LUT_XOR(SI_LUT_B, SI_LUT_C));
CLU1MX = CLU1MX_MXA__CLU1A1 | CLU1MX_MXB__CLU1B1;
CLU1CF = CLU1CF_OEN__ENABLE | CLU1CF_CLKSEL__ALTCLK;
CLU1FN = LUT_NOT(SI_LUT_A);
CLU2MX = CLU2MX_MXA__CLU2A0 | CLU2MX_MXB__CLU2B8;
CLU2CF = CLU2CF_CLKSEL__CARRY_IN | CLU2CF_OEN__ENABLE;
CLU2FN = SI_LUT_B;
CLU3MX = 0x00;
CLU3CF = CLU3CF_OUTSEL__LUT | CLU3CF_OEN__ENABLE;
CLU3FN = SI_LUT_C;
CLEN0 = 0x0F; // enable CLU0, CLU1, CLU2, CLU3
综上，通过波形、实现逻辑框图及配置代码，详细描述了基于EFM8LB硬件CLU及定时器T2实现曼彻斯特编、解码的方法，如此，可大大减少编、解码任务对MCU带宽的占用、加快EFM8处理调顶信号的速度。
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产品型号
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品类
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系列
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Frequency（MHz）
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Vdd min（V）
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Vdd max（V）
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Package Type
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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PCA Channels
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DAC
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Comparators
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UART
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SPI
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I2C
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HS I2C Slave
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EMIF
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CAN
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LIN
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VREF
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Debug Interface
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C8051F392-A-GM
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8位MCU
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C8051F39x Small Form Factor
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50
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16
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1
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1.8
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3.6
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QFN20
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4x4
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±2
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17
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10-bit, 16-ch., 500 ksps
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Temp Sensor
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6
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3
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10-bit, 2-ch.
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1
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1
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1
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0
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0
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0
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VREF
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