一种基于CPLD的DSP人机接口模块设计

2010-06-09 20:56:44来源: 电子开发网

  CPLD(Complex programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件)是在传统的PAL、GAL基础上发展而来的,具有多种工作方式和高集成、高速、高可靠性等明显的特点。

  在超高速领域和实时测控方面有非常广泛的应用,日前的CPLD普遍基于E2PROM和Flash电可擦除技术,可实现100次以上擦写循环。

  CPLD选择及其扩展模块的设计

  由于TMS320LF2407A是3.3v电平供电的,所以CPLD我们也选择3.3v电平供电的XL型号。XC95144XL是Xilinx公司XC9500系列的一种。它的性能指标为;IO口可配置为3.3v或5v操作。所有输出都提供24mA驱动能力;XC295144XL有100个宏单元、3200个可用门和144个寄存器;实现在系统编程,所有器件都支持IEEE1149(JTAG)边界扫描,最小编程/擦除周期为10000次。

  其中,DSP(Digital Signal Processor)与CPLD的连接是通过DSP的外部存储器接口实现的。我们通过/IS管脚将其扩展到外部I/O空间,数据总线的高8位和地址总线的低8位与CPLD相连,并且我们将DSP的CLKOUT引脚与CPLD的IO/GCK2连接,为CPLD提供时钟源,由干CLKOUT输出的频率非常高,所以DSP与CPLD的连线应该尽量短,而且要做一些抗干扰的处理,XINT2是DSP的中断引脚,它的作用是当CPLD确定键盘按键的数值后,利用中断将键值传送到DSP中。

  CPLD硬件结构设计如图所示

CPLD硬件结构设计

  CPLD的设计主要是利用CPLD对键盘、液晶和各种状态指示灯进行控制。由于TMS320LF2407A的I/O管脚和各种特殊功能是复用的,如果将键盘、LCD显示以及各种状态指示灯直接和DSP相连的话,这将造成它的极大浪费,所以我们在它们中间用CPLD作为桥梁。

  另一更为重要的原因是键盘和LCD显示是在一个相对较低的速度下实现的,这对于高速数据处理的DSP来说是无法接受的,我们设计的主要用意是:

  对于LCD显示,我们将DSP中的数据发送到CPLD,然后DSP去做其他的事情,而后续显示的任务由CPLD完成,CPLD将在LCD允许的速度下对其进行操作即可达到显示目的。

  对于键盘,我们将键盘的各种处理进行完之后通过中断来通知DSP,然后DSP进行取数操作,这样的话并不会影响到整个系统的运行速度。

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关键字:CPLD  DSP  人机接口模块

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0609/article_1176.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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