임베디드 시스템에서 타이머는 매우 중요한 주변 장치입니다. 타이머는 정밀한 지연을 가능하게 할 뿐만 아니라 PWM(펄스 폭 변조) 신호 생성, 외부 이벤트 캡처, 주기적인 작업 실행 등 다양한 기능을 수행합니다.
이 타이머 시리즈의 이전 게시물인 AVR 마이크로컨트롤러 타이머의 TCA 모드 소개에서는 AVR의 TCA 타이머 모듈에 대해 다뤘습니다. 이번 게시글에서는 또 다른 일반적인 타이머 동작 모드인 TCD에 대해 설명할 것입니다.
TCD 타이머 모드
TCD는 복잡한 PWM 파형(예: 하프 브리지 및 풀 브리지 출력)의 생성에 최적화된 12비트 타이머입니다. 이 타이머 모드는 tinyAVR® 1 시리즈와 AVR® DA 제품군 같은 소자에서 사용할 수 있습니다.
TCD에는 CMPA와 CMPB 두 개의 비교기가 있으며, 각 비교기에는 설정(SET) 값과 해제(CLR) 값이 있습니다. 타이머 값이 설정 값에 도달하면 출력이 활성화되고, 해제 값에 도달하면 출력이 비활성화됩니다.
TCD는 싱글 램프 모드 (Single-Ramp Mode), 듀얼 램프 모드 (Dual-Ramp Mode), 쿼드 램프 모드 (Quad-Ramp Mode), 듀얼 슬로프 모드 (Dual-Slope Mode)의 4가지 동작 모드를 지원합니다. 이러한 명칭은 타이머가 거치는 사이클의 수를 나타냅니다. 쿼드 램프 모드에서는 네 번의 사이클을 거치며, CMPASET, CMPACLR, CMPBSET, CMPBCLR 지점에서 순차적으로 리셋됩니다. 듀얼 램프 모드에서는 두 번의 사이클을 거치며, CMPACLR과 CMPBCLR에서 리셋됩니다. 싱글 램프 모드에서는 CMPBCLR에서만 리셋됩니다. 마지막으로, 듀얼 슬로프 모드에서는 타이머가 처음에는 CMPBCLR까지 카운트가 증가하다가, 이후 0까지 감소합니다. 직관적인 이해를 돕기 위해 다음 그림에서는 각 기울기의 끝 점이 y축의 동일한 위치에 있지만, 관련 값들이 서로 다를 경우 실제 파형은 달라질 수 있습니다. 또한, 싱글 램프 모드에서의 CMPASET과 같이 표시되지 않은 값들도 여전히 유효하지만, 해당 모드의 사이클에서는 직접적인 역할을 하지 않습니다.
그림 4: TCD 동작 모드
Event System (EVSYS) 을 통해, TCD는 입력 차단과 디지털 필터링 외에도 출력을 클리어 하거나 카운트를 일시 중지하는 다양한 추가 모드를 지원합니다. 또한 입력 캡쳐 기능도 사용할 수 있습니다. 추가로, TCD는 메인 클록보다 높은 주파수에 대해 PLL(Phase-Locked Loop, 위상 고정 루프) 과 함께 사용할 수 있습니다.
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