ACEX1K系列CPLD配置方法探討
ACEX 1K系列器件是Altera 公司近期推出的新型CPLD產(chǎn)品。該器件基于SRAM,結(jié)合查找表（LUT）和嵌入式陣列塊（EAB）提供了高密度結(jié)構(gòu),可提供10 000 到100000 可用門,每個嵌入式陣列塊增加到16位寬可實現(xiàn)雙端口,RAM位增加到49125個。其多電壓引腳可以驅(qū)動2.5V、3.3V、5.0V器件,也可以被這些電壓所驅(qū)動;雙向I/O引腳執(zhí)行速度可達(dá)250MHz。該器件還應(yīng)用Altera專利技術(shù)進(jìn)行了重要的生產(chǎn)改進(jìn),進(jìn)一步降低了器件的成本,提高了產(chǎn)品的性能價格比。因此,ACEX 1K 器件可用來實現(xiàn)許多邏輯復(fù)雜、信息量大的系統(tǒng)。但是在器件操作過程中,ACEX 1K系列器件的配置數(shù)據(jù)存儲在SRAM單元中,由于SRAM的易失性,配置數(shù)據(jù)在每次上電時必須被重新載入SRAM。
2 配置ACEX 1K 系列器件三種方法的比較對于ACEX 1K系列器件,目前實現(xiàn)加載的方法有以下3種：①采用PROM并行加載;②采用單片機(jī)控制實現(xiàn)加載;③通過JTAG口直接一次性實現(xiàn)編程數(shù)據(jù)加載。第一種方式需要占用較多的CPLD管腳資源,雖然這些資源在加載完成后可用作一般的I/O口,但在加載時不允許這些管腳有其他任何外來信號源;另外數(shù)據(jù)存儲在PROM與CPLD之間的大量固定連線,如8位數(shù)據(jù)線以及大量訪問PROM的地址線等,使得PCB板設(shè)計不便。但是這種方式有一個好處,即PROM的容量較大、容易購置、價格低、技術(shù)支持（編程器）較好。第二種方式采用單片機(jī)控制,由PROM中讀取并行數(shù)據(jù),然后串行送出。由于涉及到單片機(jī)編程,對于開發(fā)者來說較為不便;另外,如果單片機(jī)僅用來實現(xiàn)該任務(wù),較為浪費(fèi)硬件資源。CPLD的一個最大優(yōu)點(diǎn)是采用計算機(jī)專用開發(fā)工具,通過JTAG口直接一次性實現(xiàn)編程數(shù)據(jù)加載,但是由于ACEX 1K 器件SRAM 的易失性使數(shù)據(jù)無法永久保存,為調(diào)試帶來很大的不便,特別是從事野外作業(yè)者。
目前,Altera公司推出了相應(yīng)的配置器件。在CPLD器件配置過程中,配置數(shù)據(jù)存儲在配置器件的EPROM中,通過配置器件內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的時鐘控制數(shù)據(jù)輸出。本文以20腳EPC2 器件（以下簡稱EPC2）為例闡述配置器件與ACEX 1K 系列器件的連接。
3 EPC2 器件簡介EPC2具有Flash配置存儲器,可用來配置5.0V、3.3V、2.5V器件。通過內(nèi)置的IEEE Std.1149. 1 JTAG接口EPC2可以在5.0V和3.3V電壓下進(jìn)行在系統(tǒng)編程（ISP）。系統(tǒng)編程后,調(diào)入JTAG 配置指令初始化ACEX 1K 器件。EPC2 的ISP 能力使ACEX 1K 器件的初始和更新更容易。當(dāng)用EPC2配置ACEX 1K器件時,在配置器件的內(nèi)部發(fā)生帶電復(fù)位延遲,最大值為200ms。Alterat公司的QuartusⅡ和MAX+PLUSⅡ軟件均支持配置器件的編程,設(shè)計中軟件自動為每一個配置器件產(chǎn)生POF。多器件設(shè)計中,對于多個ACEX 1K器件,軟件可以將編程文件與一個或多個配置器件聯(lián)合。軟件允許用戶選擇適當(dāng)?shù)呐渲闷骷浞值貎Υ婷恳粋�ACEX 1K器件的配置數(shù)據(jù)。EPC2 器件用于與ACEX 1K 器件連接的引腳功能見表1。
