在系统可编程通用数字开关ispGDS14的原理及应用.doc

在系统可编程通用数字开关ispGDS14的原理及应用 摘要： 介绍了Lattice公司生产的在系统可编程通用数字开关芯片ispGDS14的内部结构和性能特点，并通过实例说明了在GDS开发环境下对ispGDS14进行编程的方法。 关键词： 可编程；通用数字开关；ispGDS14 在系统可编程通用数字开关（ - ）是公司生产的一种在系统可编程（ -）开关器件。其中技术是公司率先推出的一种新型在线可编程技术，该技术允许对器件、电路板、甚至整个电子系统的逻辑功能随时进行调整或重新设计，这种调整或重新设计可以在产品设计、制造、以及使用的各个阶段进行。在系统可编程数字开关系列器件的出现标志着技术已经从系统逻辑领域扩展到了系统互连领域。这种技术和开关矩阵相结合的产物可在不拨动机械开关或不改变系统硬件的情况下，快速改变或重构印制电路板的连接关系；此外这种高速低功耗的可编程数字开关器件还具有各种矩阵尺寸和封装形式，从而增加了系统的灵活性。本文重点介绍在系统可编程逻辑开关器件的原理结构及开发应用技术。 器件的结构特点 器件的阵列密度为；系统速度为；引脚至引脚的最大延迟为；器件采用或封装。在系统编程电源为时，无需另接编程高压。每片器件可保证一万次在系统编程。 的引脚功能 器件型号尾部的数字即表示该器件的端数。的引脚图如图所示，各引脚的功能如下： ：编程方式控制引脚； ：串行数据输入引脚； ：串行数据输出引脚； ：时钟引脚； 、：输入输出引脚。 其中、和均为编程控制信号。 器件的结构原理 的基本结构如图所示。图中的左边及下边外围方框是单元；中间是可编程开关矩阵；右边是编程控制电路，它通过电缆与计算机连接可完成对开关矩阵的编程操作。可编程开关矩阵的每一个交叉点都是可编程点，通过编程控制可以将不同的单元相互连接起来。 器件的单元如图所示。如果定义该引脚为输入端，则编程开关闭合，信号从该引脚直接输入到开关矩阵，并经过开关矩阵编程与另一个单元连接并输出；反之，若该引脚定义为输出端，则编程开关打开，此时来自另一个单元的信号经开关矩阵送入该单元，然后经过驱动器将信号送入可编程四选一数据选择器。可编程数据选择器由编程信号、控制，可分别选择该信号的原变量、反变量、电源或地输出最后再将四选一输出的信号经可编程三态控制门送引脚输出。可编程控制端、的控制方式如图所示。 器件的编程方法 通过对的编程，不但可以任意改变外部信号与引脚之间的相互连接关系，还可以随时进行重新组合以真正实现在系统编程功能。下面通过实例介绍的编程方法。 图是由可编程开关阵列为系统提供丰富的时钟输入和键控功能的电路连接图。 建立源文件 当使用器件进行设计时，首先应在文本编辑器中建立设计源文件，该文件名的后缀为“”。的设计源文件语法非常简单，主要格式如下： 标题行：字符串； 说明行：以双引号开始，双引号或换行符结束； 定义器件：器件名； 定义管脚：输出管脚标识符输入管脚标识符； 对应于图电路的设计源文件如下： 以上文件中，第一行为标题行；第二行为器件名称；双引号开始是说明语句，并以换行符结束；其它行是管脚定义。例如： 的含义是将管脚与管脚相连，其中管脚是输出端，管脚是输入端。而 的含义则是将管脚固定为高电平。 文件编译 用开发软件对设计的源文件进行编译，编译通过后将生成后缀为“”的熔丝图文件。当开发软件在环境下运行时，其操作方法如下： （）进入开发软件所在目录； （）执行的可执行文件，命令格式为： ： 文件名 回车 注意，此时文件名不带后缀。生成的“”文件与源文件同名，但后缀不同。 下载编程 当“”源文件和“”熔丝图文件建立或生成之后，便可以用 下载软件将已产生的文件下载到芯片中。 结束语 采用系列器件进行系统设计时用户在不实际移动电路板插件或拨动