Actel数模结合FPGA的远程控制器设计
近年来，随着人们对生活品质的追求，每个家庭都越来越需要一个集控中心把家庭中的各种家电连接起来，并实现远程访问、控制以及自动监测报警功能。网络技术的发展使这一想法成为了现实，然而大多数管理系统都是基于功能强大的PC机。近几年，嵌入式技术迅猛发展，逐步开始成熟，尽管无法实现PC机那样强大的功能，但其低成本、低功耗、体积小等优势都是PC机无法比拟的，尤其是价格因素，更是一个便于推广的亮点。因此，嵌入式产品作为控制终端也将有机会成为发展的趋势。
1 Actel数模结合FPGA介绍
Actel公司的Fusion系列FPGA是基于ProASIC3／E的系列芯片，具有Flash架构的FPGA所有特点，如高安全性、高可靠性、单芯片、上电即行、非易失性、低功耗等；具有4 Mb的用户可用Flash、1 Kb的内部Flash、108 Kb的RAM；2个PLL最高频率可达350 MHz；支持多种I／O电平标准，其中差分的I／0标准有LVPECL、LVDS、BLVDS、M―LVDS；具有AES、FlashLock加密技术。另
外，集成了独特的模拟部分：
◆具有分辨率高达12位、采样率高达600 ksps、30个输入通道、2．56 V内部参考源的A／D转换器；
◆高达30个模拟的输入I／O，可以承受±12 V输入电压，并有10个MOSFET门驱动输出，驱动能力可调；
◆可实现电压、温度、电流检测；
◆片内集成100 MHz、精度为1％的RC振荡器；
◆外部可接32 kHz～20 MHz的晶振；
◆具有可编程的实时计数器(RTC)；
◆片内具有1．5 V稳压源，可提供内核电压，实现睡眠和待机的低功耗模式。
2 实现原理及系统结构
系统采用Fusion开发平台为主控器，在片内嵌入8051软核的方式，对系统进行控制和管理。该系统内部嵌入2个8051软核，有效地将管理、控制和检测分开，其两核之间在内部通过并行I／O通信，使用“仿打印机协议”通信；在一个IP核扩展了MiniISA总线，通过并行总线扩展了32 KB SRAM、LCD接口和82C55接口，实现了打印机控制和红外遥控接收；通过电话模块CR6269A和网络模块ZNE一100T将电话信息和网络信息转成串口数据，对家电进行远程控制；模拟I2C总线接口扩展了PCF8563实时时钟芯片、E2PROM存储器AT24C256芯片以及ZLG7290串行显示器／键盘控制器，以获取准确的实时时钟、相关参数，并实现系统信息的存储、4×4键盘动态扫描控制；扩展数字温度传感器DSl8820用于对室温进行测量；在片内扩展了4路A／D，实现对家庭参数(烟雾浓度、燃气浓度、交流电压和交流电流)的测量。系统结构框图如图1所示。
3 系统硬件设计
3．1 MiniISA总线扩展板
MiniISA总线扩展板主要用于各种并行总线器件及I2C器件的扩展。其中包括：
82C55并行I／O扩展、LCD接口、ZLG7290串行键盘／显示器接口、PCF8563实时时钟接口、AT24C256接口等。Mi―niISA总线接口如图2所示。
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