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PSD813F2在FPGA配置中的应用

  论文关键词:可编程外围器件(psd) 在应用可编程(iap) 可编程门阵列(fpga)

  论文摘要:可编程外围器件psd应用于单片机系统后,简化了单片机外围电路的设计,增加了系统的可靠性;利用psd与单片机组成的系统,通过计算机串口对fpga进行实时在线编程、仿真和配置。

  随着单片机的广泛应用,其性能不断提高,集成度也日益提高。然而,传统的单片机系统设计需要众多分离器件(如地址锁存器、译码器、ra、epr、pld等),使得系统复杂、可靠性低,并且调试繁琐、效率较低。可编程门阵列(fpga)需要外置存储器,且配置存储器多为tp型,价格较高;加之,利用fpga的jtag口配置fpga距离有限,调试不甚方便。

  本文主要介绍一种基于闪烁存储器的在线可编程微处理器外围器件psd813f2组成的单片机系统,同时利用该系统配置fpga。即通过计算机串口将fpga(本文以altera公司10k系列为例)设计在线下载到单片机系统,由psd813f2配置fpga,实现iap(in appliatin prgraing)的功能。

  1 psd813f2性能特点

  psd813f2是psd(prgraable syste devies)家庭的新成员,是基于闪烁存储器的在线可编程外围器件。它将单片机系统所需的外围器件集成在一起,并能与单片机进行无缝连接,因而简化了调度,提高了可靠性;同时,它与当前流行的众多单片机有极简单的接口,便于实现简单、灵活的嵌入式设计;它还集成了优化的“微控制器宏单元”逻辑结构,使得系统地址/数据总线可以与内部寄存器直接互连,简化了控制总线的设计。此外,psd813f2还具有以下一些特性:

  ①内部数据总线为8位,可方便地与各类8位单片机直接相连。如要与16位单片机相连,需用2片psd813f2构成16位的多路复用接口,并且地址必须循环移位,以保证u工作时能同时正确接收不同psd813f2 r中的信息。

  ②内部包含1bit的大容量flash r,这分为8个大小相同的块(如128k×8bit或64k×8bit),由用户规定的地址访问;另外还有256k的flash pt r及16kb的sra,其中sra可配置为2k×8bit或16k×1bit。

  ③内存(flash r)或flash pt r可同时编程,即在执行来自一个存储器的代码时可同时对另一个存储器编程。

  ④带有16个输出宏单元和24个输入宏单元,能方便实现多种逻辑组合功能,包括内外的状态信号产生、地址译码等。

  ⑤带有27个可重建的i/端口,可以用作不同的i/端口,如单片机的i/、pld的i/;最多可提供19个外部片选信号,其中16个i/可配置为漏极输出。

  ⑥具有可编程电源管理功能(pu),加之低功耗的s技术,使得其工作时功耗很低;另外还具有自动检测控制器工作的功能,使之在不工作时将psd转入低功耗状态。

  由于psd813f2具有以下特性,因而能方便实现i/重建、扩展,并具有通过编程改变设计的灵活性,方便与各类不同单片机实现无缝连接。其内部框图如图1所示。

  2 系统设计

  整个设计是利用计算机将fpga的相关设计经单片机传送存储器,由单片机配置psd813f2,再由psd813f2配置fpga,实现iap的功能,特别适于较远距离在线编程、仿真。另外,利用计算机的串行口可以与单片机进行较长距离的通信。

  此外,由于psd813f2片内有编程逻辑宏单元(pld),所以在u与psd813f2之间不需要地址锁存器及外部程序存储器;并且psd与ld、fpga的接口地直接用其pa、pb口连接,只需在软件设计和u程序中相应设计为i/模式或地址锁存模式。

  另外,fpga的使用中通常需要时钟信号,并可能需用好几路同的时钟信号。在系统中采用is公司的is501倍频芯片,可实现2×~8×共8种倍频方式,最高可实现160hz时钟;加之使用内部分频,可以满足多数设计需要。

  3 u与psd813f接口设计

  psd813f2具有大容量flash r、16个输出宏单元和24个输入宏单元,因而在与单片机组成系统时很少需要外围分立器件,多数通过psd813f2中的宏单元逻辑组合产生与单片机连接的地址总线、数据总线、控制总线;同时,通过内部的逻辑译码产生对3块独立存储区片选信号。另外,单片机与psd813f2d内部宏单元的d触发器直通,使得设计计数器、外围逻辑控制极为方便。

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PSD813F2在FPGA配置中的应用

论文关键词:可编程外围器件(psd) 在应用可编程(iap) 可编程门阵列(fpga) 论文摘要:可编程外围器件psd应用于单片机系统后,简化了单片机外围电路的设计,增加了系统的可靠性;利用psd与单片机组成的系统,通过计算机串口对fpga进行实时在线编程、仿真
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