基于现场可编程门阵列的数控延时器的设计

2010-08-03 17:28:11来源: 国外电子元器件

  1 引言

  利用硬件描述语言结合可编程逻辑器件(PLD)可以极大地方便数字集成电路的设计,本文介绍一种利用VHDL硬件描述语言结合现场可编程门阵列(FPGA)设计的数控延时器,延时器在时钟clk的作用下,从8位数据线输入延时量,到LATCH高电平时锁存数据,可以实现对触发脉冲TRIG的任意量的延时。由于延时范围不同,设计所用到的FPGA的资源也不同,本文详细介绍最大延时量小于触发脉冲周期的情况。该延时器的软件编程和调试均在MuxplusⅡ环境下完成,系统设计选用Altera公司的EPFl0K30AQC208-3,EPCI44l型专用电路,与DSP相结合,应用于雷达目标模拟器的控制部分,实现对目标距离的模拟。

  2 设计原理

  笔者设计的数控延时器采用3个串联计数器来实现。由于在触发脉冲TRIG的上升沿开始延时,使用时钟的上升沿计数,考虑到VHDL对时钟描述的限制,设计采用计数器l产生同步脉冲SYNC,宽度为Tclk,利用SYNC的高电平触发cflag,并在延时结束后cflag清零;计数器2计算延时的长度;计数器3计算所要产生的输出脉冲OUTPUT的脉宽,并在计数结束时对计数器2和计数器3清零。延时器的外部接口电路如图1所示,原理框图如图2所示。整个电路的设计采用同步时钟计数以尽量减少因局部时钟不稳定所产生的毛刺和竞争冒险。

延时器的外部接口电路图

原理框图 

  该数控延时器低电平时锁存数据,高电平时改变内部寄存器的数值(与AD9501型数控延时器的数据锁存端电平相反)。一般情况下,触发脉冲与时钟的上升沿是一致的,如果输入的触发脉冲与时钟不一致,则整个电路的延时将产生一定的误差。时序仿真如图3所示,延时量由dlyLH为高电平时数据总线data8上的数据决定。

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关键字:FPGA  DSP  数控延时器

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/0803/article_1267.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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