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FPGA芯片APA150及其应用

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增大字体作者：佚名来源：本站整理发布时间：2009-01-10 22:25:56

．２主要参数

ＰｒｏＡＳＩＣＰｌｕｓ系列共有七种产品，其密度从７５０００到１百万系统门。其中ＡＰＡ１５０的主要特点如下：

●具有１５００００个系统门，逻辑单元为６１４４个；

●内嵌３６ｋＢ的双端口ＳＲＡＭ的２个锁相环ＰＬＬ　内核；

●最大支持２４２个用户Ｉ／Ｏ Ｉ／Ｏ电压有３．３Ｖ和２．５Ｖ两种可供选择；

●支持３．３Ｖ、３２ｂｉｔｓ、５０ＭＨｚ的ＰＣＩ总线，系统时钟最高频率为３２ＭＨｚ；

●工作温度：民用温度范围为０～７０℃，工业级温度范围为－４０～８５℃。

４　应用实例

图３是笔者以ＡＰＡ１５０为核心器件设计的ＣＡＮ总线复接系统。ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ，控制器局域网）是一种多主方式的串行通讯总线，在工业系统中具有广泛的应用。但是它的直接通信距离和通信速率是一对矛盾。本系统借助ＦＰＧＡ／ＶＨＤＬ技术，把１５路１２５ｋｂｐｓ的ＣＡＮ信号复接成２．０４８Ｍｂｐｓ的Ｅ１信号，从而利用现有的时分复用通信线路或光纤实现了高速、远距离传输。

ＰＣＡ８２Ｃ２５０是ＣＡＮ总线的物理接口芯片。１６－ｂｉｔ电平转换芯片７４ＬＣＸ１６２４５用于实现１５路、５ＶＣＡＮ信号与ＡＰＡ１５０器件的３．３Ｖ输入／输出间的相互转换。ＡＰＡ１５０则用于完成２ＭＨｚ的Ｅ１信号与１５路ＣＡＮ信号间的分接和复接。而ＭＣ１００ＬＶＥＬＴ２２与ＭＣ１００ＬＶＥＬＴ２３则用于实现ＡＰＡ１５０的低压ＴＴＬ信号与３．３Ｖ低压ＰＥＣＬ信号间的转换。光电转换器件采用Ｃ－１３－１５５－Ｔ３－ＳＳＣ３Ｂ，这是一个３．３Ｖ、１５５ＭＨｚ、单模光纤收发一体模块。本系统采用基于ＥＤＡ技术的自顶向下（ＴＯＰ－ＤＯＷＮ）的设计方法。本设计所采用的工具是Ａｃｔｅｌ公司的集成设计环境ＬｉｂｅｒｏＶ２．２，它支持ＶＨＤＬ、Ｖｅｒｉｌｏｇ语言的顶层设计，同时支持原理图、状态机及流程图等输入，而且还集成了业界领先的设计工具，如仿真和设计验证软件ＭｏｄｅｌＳｉｍ、综合软件Ｓｙｎｐｌｉｆｙ、布放软件ＤｅｓｉｇｎｅｒＲ１－２００２等。

本系统的核心器件采用基于Ｆｌａｓｈ的ＡＰＡ１５０。与ＳＲＡＭ工艺的ＦＰＧＡ相比，ＡＰＡ１５０具有如下优点：

（１）成本低，ＡＰＡ１５０的价格低于８美元，而且由于ＡＰＡ１５０具有非易失性，因此不需要用于存储编程数据的ＰＲＯＭ，从而节约了成本；

（２）安全性高，一经编程锁定就难以反求，而ＳＲＡＭＦＰＧＡ易于复制，安全性不足；

（３）功耗低，其功耗仅是基于ＳＲＡＭ的ＦＰＧＡ产品的１／３到１／２。

与ＡＳＩＣ相比，本系统的研制周期较短，设计成本亦较低，而且具有可重复编程性，因而大大提高了设计的灵活性。