【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

时间： 2020-05-30 来源：世强

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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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