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載prom中的配置數(shù)據(jù)到fpga的sram中;另一種是在含有微處理器的系統(tǒng)(如嵌入式系統(tǒng))中采用其他非易失性存儲器如e2prom、flash存儲配置數(shù)據(jù)，微處理器模擬fpga的配置時序將rom中的數(shù)據(jù)置入fpga。與第一種方案相比,該方案節(jié)省成本、縮小系統(tǒng)體積。適用于對成本和體積苛刻要求的系統(tǒng)。 在便攜式虛擬儀器設計中，使用嵌入式系統(tǒng)和fpga實現(xiàn)系統(tǒng)功能。嵌入式微處理器采用samsung公司的arm7tdmi系列處理器s3c44box：fpga采用xilinx公司的spartan-3e系列xc3s100e,采用s3c44box完成對xc3s100e的配置。取得了良好效果。 2 從串配置的原理 2.1從串配置原理 xilinx公司的spartan-3e系列fpga產(chǎn)品是采用90 nm工藝的2.5 v低電壓fpga器件，具有高性能、低功耗、可無限次編寫的特點。xc3s100e是spartan-3e系列fpga中的一款，總門數(shù)達10萬門，可采用從串、主串、從并、主并、jtag等模式對其進行配置[2]。xc3s100e與從串配置模式相關的主要引腳功能如下： m[2：0]：配置模式選擇。m2、m1
本文主要論述在arm嵌入式系統(tǒng)中如何實現(xiàn)fpga從串配置的方法，將系統(tǒng)程序及配置數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)flash中，利用arm的通用i/o口產(chǎn)生配置時序，省去專用的配置prom。 文中arm微處理器采用samsung公司的arm7tdmi系列中的s3c4480x，fpga采用xilinx公司spartan3e系列中的xc3s100e，詳細討論fpga的從串配置的時序，同時論述s3c4480x從串配置spartan3e系列fpga的軟、硬件實現(xiàn)方法。實踐證明，該方法在成本、體積、靈活性上均具有優(yōu)勢，將此方法應用在嵌入式系統(tǒng)中具有很強的實用價值。 引言 基于arm微處理器技術的應用已經(jīng)得到了廣泛、深入的應用，包括工業(yè)控制領域、網(wǎng)絡應用、消費類電子產(chǎn)品、成像和安全產(chǎn)品等領域。 fpga通過把設計生成的數(shù)據(jù)文件配置到芯片內部的sram完成其邏輯功能，具有可重復編程性，可靈活實現(xiàn)各種邏輯功能，fpga的這種特性使其在現(xiàn)代電子系統(tǒng)設計中得到了廣泛應用。 基于sram工藝的fpga是易失性的，系統(tǒng)掉電后sram內的數(shù)據(jù)將全部丟失，需要外接rom保存其配置數(shù)據(jù)，系統(tǒng)每次上電時必須重新配置數(shù)據(jù)才能正常工作。通常
一樣，每一通道不再有區(qū)別，容易做成通用的模擬輸入設計。 2）最大輸入范圍為+20 v，互感器輸出的電壓信號通過電阻分壓網(wǎng)絡產(chǎn)生一個最大為±800 mv的電壓信號，通過一介低通濾波器進入adc芯片，cs5451a電路設計如圖2所示。 圖2 cs5451a電路設計 3）使用內部1.2 v參考電源。 4）時鐘輸入為4.096 mhz。 5）數(shù)據(jù)輸出速率4.0 k還是2.0 k由cpu控制。 2 異步fifo的設計 本設計中所用的fpga芯片是xilinx公司的xc3s100e，xc3s100e是xilinx spartan3e系列一款最低容量的fpga芯片，此系列fpga利用90 nm工藝實現(xiàn)低成本高容量的需求，xc3s100e具有以下資源： 1）有2160個邏輯單元； 2）具有ram資源87 kb（其中block ram 72 kb，分布式ram 15 kb）； 3）具有兩個dcm； 4）具有4個乘法器； 5）可以實現(xiàn)fifo等多個ip核。 在xilinx ise10.1集成開發(fā)工具下，很容易利用xininx免費ip核實現(xiàn)一個異
，pc上位機的工作十分重要，它不僅控制調制解調電路和模擬表頭系統(tǒng)的協(xié)同工作，而且要將所采集來的數(shù)據(jù)進行分析整理，并完成關鍵的軟件編寫和植入工作。 模擬表頭系統(tǒng)的硬件設計 根據(jù)理論分析，本文設計出基于fpga的模擬表頭硬件系統(tǒng)，如圖3所示。 圖3 基于fpga的光纖陀螺模擬表頭硬件連接圖 在這個閉環(huán)系統(tǒng)中，需要采集的主要信號是調制解調電路中的相位反饋信號。根據(jù)反饋信號的特點，選用運算量不大但處理速度快的fpga作為信號處理的主要器件。在本方案中，考慮到成本和實際運算量，選取xc3s100e fpga芯片。 本系統(tǒng)采用±5v穩(wěn)壓直流電源供電。經(jīng)過計算，本系統(tǒng)的功耗在5w以下，故直流電源的輸出電流需達到1a。根據(jù)fpga及其外圍電路的供電要求，需要設置三個dc/dc模塊：分別是5v轉3.3v，5v轉2.5v和3.3v轉1.2v。分別選擇了max651、adp3333和ltc3406用于電壓轉換。另外，3.3v電源還用作驅動adc、數(shù)碼管、運算放大器等器件。 xc3s100e芯片具有較好的性價比，它具有2160個邏輯單元，100000個系統(tǒng)門資源，最大的i/o口數(shù)目是108
component rom--波形存儲器模塊 port(phase：in std_logic_vector(7 downto 0)； gen：in std_logic_vector(0 downto 0)； amp_out：out std_logic_vector(9 downto 0))； end component； 為了對dds進行*估，將以上設計在xilinx公司的開發(fā)軟件中進行了設計及優(yōu)化，目標器件為其最新的90nm工藝器件spartan3e中最小器件xc3s100e-4vq100c，該設計所占用的fpga資源如表2所示。 由表2可以看出，本文給出的dds設計占用資源很少，由于xc3s100e的市場價格在2美金左右，故本設計所占的硬件成本可以縮減到0.2美金左右。同時在ise8.2中該設計的系統(tǒng)時鐘最大達到159.6mhz。以上的設計性能幾乎和現(xiàn)有的專用芯片相當，但成本下降很多。 為了進一步驗證本文給出的dds設計系統(tǒng)在功能和時序上的正確性，對其進行了時序仿真，使用的仿真軟件為modelsim6.1。仿真結果表明，該dds系統(tǒng)可以運行在較高的
的設計人員已經(jīng)有20多萬，而且這一數(shù)字還在快速增長中。ise 7.1i集成了主要功耗分析、分層設計、仿真和調試等功能，同時支持目前應用越來越多的基于linux的設計環(huán)境。ise 7.1i 還支持在所有性能領域全球都最快的平臺fpga--xilinx virtex™-4 系列。有關 ise 7.1i 工具的全部信息，請訪問http://www.xilinx.com/cn/ise。 價格和供貨 spartan-3e器件已經(jīng)在向客戶供貨，第一批客戶購買的10萬系統(tǒng)門spartan xc3s100e器件的售價低于2.00美元*。該系列更多器件將于2005年第2季度起開始出貨。2005年下半年起，spartan-3e系列的所有五款器件都將通過全球分銷渠道，或者直接通過賽靈思網(wǎng)上商店（www.xilinx.com/cn/store）批量供貨。 最初提供的spartan-3e器件的速度-溫度級是-4c級的。無鉛封裝工業(yè)級和-5速度級器件將于2005年下半年供貨。每種封裝都提供不同的器件密度供選擇，因而在向更高或更低邏輯密度轉換時無需對電路板進行重新布線。spartan-3e入門套件僅售149美
用fpga設計的led顯示屏方案用fpga設計的led顯示屏方案采用xc3s100e為主要核心平臺，加8051單片機作界面控制，加入usb主機ip、uart ip及l(fā)ed直接驅動、實時時鐘、4m大容量 flash記憶體。帶有usb主機接口，通過u盤即可更改廣告內容?？梢匀魏畏绞胶献鳌３鎏帲簑ww.cnstl.com
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