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采用CPLD来替代微处理器的6种方法

作者:时间:2010-02-02来源:网络收藏

  看门狗定时器

  很多系统管理应用需要采用定时器。设计人员可能会吃惊地发现可以用于实现通常由完成的定时器功能。利用几个分立电容、电阻、二极管和金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),设计一个简单但是有效的电阻电容(RC)定时器电路,周期性的对上电。在图4的实例电路中,设置RC值来建立一个10秒定时器。可以利用三个外部电容(C1、C2和C3)来扩展这一基本定时器,三个电容被用于建立一个简单的非易失二进制计数器。这样,在MAX IIZ EPM240Z 中利用19%的逻辑就可以完全实现从10秒到80秒的间隔周期(2)。

采用CPLD来替代微处理器的6种方法

图4. 为MAX IIZ CPLD开发基于定时器的上电电路

  CPLD和结合使用的实例

  CPLD并不总是和相竞争。在以下几个例子中,CPLD是微控制器优异的辅助器件。

  GPIO引脚扩展

  在常见的通用I/O(GPIO)引脚扩展应用中,设计人员把低成本小型微控制器的可编程功能和CPLD的通用IO资源结合起来使用。CPLD构建一组内部寄存器,微控制器通过I2C或者SPI等串口来访问这些寄存器(图5),使微控制器能够使用现有的I/O资源来扩展其I/O总数量。利用扩展I/O,设计人员还可以使用CPLD进行电平转换,从而提高了CPLD的实用性(3)。

GPIO引脚扩展

图5. GPIO引脚扩展

  端口管理

  便携式应用设计人员经常需要连接具有不同I/O接口的器件。这一功能被称为桥接,因为采用CPLD来构成不同接口之间的“桥”。这一节介绍三个这样的例子:

  • 串行至串行 - I2C至SPI
  • 串行至并行 – SPI器件(串行)至主处理器(并行)
  • 并行至并行 - 主处理器至CF+

  在每一例子中,有几个原因表明为什么CPLD是优于微控制器的选择。一个原因是微控制器不能有效地提供需要的I/O数量。采用微控制器不一定能满足接口需要的性能。此外,在微控制器中实现这些功能要比在CPLD硬件中复杂得多。



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