利用CPLD来降低系统总成本及一些其他应用介绍.doc
《利用CPLD来降低系统总成本及一些其他应用介绍.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《利用CPLD来降低系统总成本及一些其他应用介绍.doc(6页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、利用CPLD来降低系统总成本及一些其他应用介绍可编程逻辑器件(PLD,Programmable Logic Device)的灵活性一直受到电子工程师的喜爱,但在各种移动式消费类电子产品市场仍然是ASIC芯片的天地。有几个原因阻碍着CPLD器件进入移动设备市场,尤其是各种基于电池供电的手持设备。一是其高昂的价格,二是其巨大的功耗,还有一个因素是CPLD器件的工作频率。同样规模的CPLD和ASIC,CPLD的最大工作频率往往低于专门设计的ASIC芯片。基于这种情况美国莱迪思半导体有限公司推出了ispMACH4000Z系列器件。该器件突破了CPLD器件进军移动式消费类电子产品市场所遇到的价格和速度门
2、槛。IspMACH4000Z(In-System Programmable Macro Array CMOS Hight-densigy)系列器件的推出标志着莱迪思公司的第三代BFW(SuperBig,SuperFast,SuperWide)器件的面世。该系列器件的最高工作频率可达400MHz,完全能满足大部分当代消费类电子产品的高速应用场合。通用CPLD应用CPLD主要是由可编程逻辑宏单元(MC,Macro Cell)围绕中心的可编程互连矩阵单元组成。其中MC结构较复杂,并具有复杂的I/O单元互连结构,可由用户根据需要生成特定的电路结构,完成一定的功能。由于CPLD内部采用固定长度的金属线进
3、行各逻辑块的互连,所以设计的逻辑电路具有时间可预测性,避免了分段式互连结构时序不完全预测的缺点。第一组应用介绍了CPLD所胜任的功能。虽然这些功能不是专门针对降低功耗的,但是,利用低功耗CPLD来实现这些功能对功耗有积极的影响。例如,一个常见的CPLD功能是合并分立逻辑。这可以节省PCB空间,降低材料(BOM)成本,并减小总体功耗。下面讨论一些常见的通用CPLD应用。1. 上电排序在许多产品中,各种器件的上电顺序非常重要,这使得上电排序成为一个关键的功能。CPLD在系统上电的几个毫秒内就开始工作,因此成为控制系统中各种器件(包括微处理器或微控制器)上电排序的最佳选择(图1)。上电排序仅仅是低功
4、耗CPLD能够实现的多种系统功能的其中之一。可编程逻辑的最大价值在于可将多种功能在一个器件中实现。图1:利用CPLD进行上电排序。2. 电压转换很多产品都需要使用电压不同的各种逻辑器件。为支持多电压应用,设计人员需要频繁连接不同电压的器件。CPLD拥有大量的I/O,它们被分组成多个块。每个I/O块被依次分配一个特有的电压电源。因此,开发电压转换器只需要将某一电压的所有I/O分组在一个块中,并将相关的电压基准连接到这些I/O所需的电源上(图2)。使用CPLD不但能够很好地完成电压转换,它更大的优势在于和电压转换相结合的可编程能力。例如,如果某一应用要求的LCD显示器不被主处理器所支持,且两者电压
5、不同,那么可以利用CPLD来实现主处理器和LCD显示器之间的电压转换时序控制。图2:利用Altera MAX IIZ CPLD进行电压转换。3. 通用I/O引脚扩展I/O是 input/output的缩写,即输入输出端口。每个设备都会有一个专用的I/O地址,用来处理自己的输入输出信息。CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现,前者被称为I/O接口,而后者则被称为存储器接口。存储器通常在CPU的同步控制下工作,接口电路比较简单;而I/O设备品种繁多,其相应的接口电路也各不相同,因此,习惯上说到接口只是指I/O接口。在很多情况下,CPLD是微控制器、ASSP和ASIC优异的
6、辅助器件。例如,在一个常见的通用I/O(GPIO)引脚扩展应用中,设计人员可以把小型低成本微控制器的可编程能力和CPLD的GPIO资源结合起来。CPLD构建一组内部寄存器,微控制器通过I2C或SPI等串口来访问这些寄存器(图3),这使得微控制器能够利用现有的串口来扩展其I/O总数。CPLD扩展I/O也可以用于实现电压转换,从而提高了CPLD的实用性。图3:GPIO引脚扩展。虽然上述例子采用的是微控制器,但同样也适用于采用ASSP和ASIC的情况。例如,很多设计人员发现用小规模ASIC通过串口来驱动CPLD这种方案的成本要比具有相同I/O能力的大规模ASIC方案低得多。过去,人们认为“可编程逻辑
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 利用 CPLD 降低 系统 总成本 一些 其他 应用 介绍
链接地址:https://www.31doc.com/p-3394307.html