基于FPGA的微型数字存储系统设计

1 引言
针对航天测试系统的应用需求，提出一种基于FPGA的微型数字存储系统设计方案。该系统是在传统存储测试系统的基础上，利用可编程逻辑器件FPGA对传统存储测试系统进行单元电路的二次集成，使测试系统体积大幅减小，功耗急剧降低，从而提高系统的抗高过载性能，增加系统灵活性、通用性和可靠性。FPGA不仅完成控制存储及大部分的相关数字逻辑单元电路，而且使得整个存储系统更为简单，布线也更容易。另外，系统FPGA编程就是按照预定功能连接器件内的熔丝，从而使其完成特定逻辑功能的过程，一旦完成编程，FPGA就相当于一片能够完成特定功能的集成电路，因而无需担心程序运行路径出错，这与单片机有本质区别。

2 系统硬件设计
2．1 器件选型
2．1．1 电源转换器TPS70358
系统中，FPGA工作电压为3．3 V和2．5 V，USB接口器件CY7C68013 工作电压为3．3 V，Flash工作电压为3．3 V，系统需通过电源器件TPS70358将电压转换为3．3 V和2．5 V，为系统各器件提供电源。TPS70358是新一代的集成稳压器，是一个自耗很低的微型片上系统，具有极低的自有噪音和较高的电源纹波抑制性能，因此，该器件适用于一块电路板或一片重要器件(如FPGA、DSP)供电的电压转换。
2．1．2 现场可编程门阵列(FPGA)XC2S50
该系统采用XC2S50型FPGA控制各个接口，该器件是xilinx公司生产的Sparran II系列高性能现场可编程门阵列(FPGA)，具有如下特点：内置标准JTAG接口，支持3．3 V在系统可编程(ISP)；3．3 V电源，集成密度为50 000个可用门；引脚到引脚的延时7．5 ns，系统频率高达200 MHz。采用单片FPGA实现逻辑控制功能简化电路设计，提高系统可靠性。且XC2S50系统可编程，只需将一根下载电缆连接到目标板上，就可多次重复编程，方便电路调试。