在系統(tǒng)可編程通用數(shù)字開關(guān)ispGDS14的原理及應(yīng)用

時間：2023-03-20 00:59:21 理工畢業(yè)論文我要投稿

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摘要：介紹了Lattice公司生產(chǎn)的在系統(tǒng)可編程通用數(shù)字開關(guān)芯片ispGDS14的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)，并通過實(shí)例說明了在GDS開發(fā)環(huán)境下對ispGDS14進(jìn)行編程的方法。

在系統(tǒng)可編程通用數(shù)字開關(guān)ｉｓｐＧＤＳ１４（ｉｎｓｙｓ-ｔｅｍｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧｅｎｅｒｉｃＤｉｇｉｔａｌＳｗｉｔｃｈ）是Ｌａｔｔｉｃｅ公司生產(chǎn)的一種在系統(tǒng)可編程ＩＳＰ（ＩｎＳｙｓｔｅｍｐｒｏ-ｇｒａｍｍａｂｉｌｉｔｙ）開關(guān)器件。其中ＩＳＰ技術(shù)是Ｌａｔｔｉｃｅ公司率先推出的一種新型在線可編程技術(shù)，該技術(shù)允許對器件、電路板、甚至整個電子系統(tǒng)的邏輯功能隨時進(jìn)行調(diào)整或重新設(shè)計，這種調(diào)整或重新設(shè)計可以在產(chǎn)品設(shè)計、制造、以及使用的各個階段進(jìn)行。

在系統(tǒng)可編程數(shù)字開關(guān)ｉｓｐＧＤＳ系列器件的出現(xiàn)標(biāo)志著ＩＳＰ技術(shù)已經(jīng)從系統(tǒng)邏輯領(lǐng)域擴(kuò)展到了系統(tǒng)互連領(lǐng)域。這種ＩＳＰ技術(shù)和開關(guān)矩陣相結(jié)合的產(chǎn)物可在不撥動機(jī)械開關(guān)或不改變系統(tǒng)硬件的情況下，快速改變或重構(gòu)印制電路板的連接關(guān)系；此外這種高速低功耗的可編程數(shù)字開關(guān)器件還具有各種矩陣尺寸和封裝形式，從而增加了系統(tǒng)的靈活性。本文重點(diǎn)介紹在系統(tǒng)可編程邏輯開關(guān)器件ｉｓｐＧＤＳ１４的原理結(jié)構(gòu)及開發(fā)應(yīng)用技術(shù)。

１�。椋螅穑牵模樱保雌骷慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)

ｉｓｐＧＤＳ１４器件的陣列密度為７×７；系統(tǒng)速度為５０ＭＨｚ；引腳至引腳的最大延遲為７．５ｎｓ；器件采用ＰＤＩＰ或ＰＬＣＣ封裝。在系統(tǒng)編程電源為＋５Ｖ時，無需另接編程高壓。每片ｉｓｐＧＤＳ器件可保證一萬次在系統(tǒng)編程。

１．１ｉｓｐＧＤＳ１４的引腳功能

ｉｓｐＧＤＳ器件型號尾部的數(shù)字即表示該ＧＤＳ器件的Ｉ／Ｏ端數(shù)。ｉｓｐＧＤＳ１４的引腳圖如圖１所示，各引腳的功能如下：

ＭＯＤＥ：編程方式控制引腳；

ＳＤＩ：串行數(shù)據(jù)輸入引腳；

ＳＤＯ：串行數(shù)據(jù)輸出引腳；

ＳＣＬＫ：時鐘引腳；

Ａ０～Ａ６、Ｂ０～Ｂ６：輸入／輸出引腳。

其中ＭＯＤＥ、ＳＤＩ、ＳＤＯ和ＳＣＬＫ均為編程控制信號。

１．２ｉｓｐＧＤＳ１４器件的結(jié)構(gòu)原理

ｉｓｐＧＤＳ１４的基本結(jié)構(gòu)如圖２所示。圖中的左邊及下邊外圍方框是Ｉ／Ｏ單元；中間是可編程開關(guān)矩陣；右邊是編程控制電路，它通過電纜與計算機(jī)連接可完成對開關(guān)矩陣的編程操作�？删幊涕_關(guān)矩陣的每一個交叉點(diǎn)都是可編程點(diǎn)，通過編程控制可以將不同的Ｉ／Ｏ單元相互連接起來。

ｉｓｐＧＤＳ１４器件的Ｉ／Ｏ單元如圖３所示。如果定義該Ｉ／Ｏ引腳為輸入端，則編程開關(guān)Ｓ閉合，信號從該引腳直接輸入到開關(guān)矩陣，并經(jīng)過開關(guān)矩陣編程與另一個Ｉ／Ｏ單元連接并輸出；反之，若該Ｉ／Ｏ引腳定義為輸出端，則編程開關(guān)Ｓ打開，此時來自另一個Ｉ／Ｏ單元的信號經(jīng)開關(guān)矩陣送入該單元，然后經(jīng)過驅(qū)動器將信號送入可編程四選一數(shù)據(jù)選擇器�？删幊虜�(shù)據(jù)選擇器由編程信號Ｃ２、Ｃ１控制，可分別選擇該信號的原變量、反變量、電源或地輸出?最后再將四選一輸出的信號經(jīng)可編程三態(tài)控制門送Ｉ／Ｏ引腳輸出�？删幊炭刂贫耍茫�、Ｃ１、Ｃ２的控制方式如圖４所示。

２ｉｓｐＧＤＳ１４器件的編程方法