XC9500系列CPLD遙控編程的實(shí)現(xiàn)

摘 要： 簡單介紹了XC9500系列CPLD器件及其系統(tǒng)內(nèi)編程(ISP)性能，接著講述了XC9500系列CPLD器件遙控編程的實(shí)現(xiàn)方法，并重點(diǎn)介紹了在遙控編程系統(tǒng)中應(yīng)用微控制器(lntel 8031)實(shí)現(xiàn)嵌入式ISP的軟硬件設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞： CPLD 遙控編程 ISP微控制器

測(cè)溫結(jié)果數(shù)據(jù)比較

1 XC9500系列CPLD器件及其ISP性能

XC9500系列CPLD器件是由多個(gè)功能塊(FB)和IO塊(IOB)組成，可用開關(guān)矩陣Fast CONNECT完全互連的子系統(tǒng)，IOB提供輸入和輸出的緩沖，每個(gè)FB提供具有36個(gè)輸入和18個(gè)輸出的可編程邏輯容量。Fast CONNECT開關(guān)矩陣連接所有的FB的輸出和FB的輸入，對(duì)于每個(gè)FB，12至18個(gè)(取決于封裝的引腳數(shù))輸出和有關(guān)的輸出使能信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)IOB。

所有XC9500系列CPLD器件都是系統(tǒng)內(nèi)編程的，最小達(dá)一萬次編程/擦除次數(shù)，支持?jǐn)U充的IEEE 1149.1邊界掃描標(biāo)準(zhǔn)，XC9500的結(jié)構(gòu)特性著重滿足系統(tǒng)內(nèi)編程的要求，增強(qiáng)的引腳鎖定能力可以避免重做昂貴的印制板，擴(kuò)充的JTAG指令集允許編程模式和系統(tǒng)內(nèi)診斷的各種控制。由于JTAG在其權(quán)限內(nèi)把ISP的性能擴(kuò)充到1149.1的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，XC9500系列CPLD器件可以通過JTAG接口實(shí)現(xiàn)ISP性能。XC9500系列的系統(tǒng)內(nèi)編程性能，不僅為現(xiàn)場(chǎng)編程和調(diào)試提供了方便，允許用戶編程和再編程已經(jīng)安裝在系統(tǒng)印制板上的XC9500系列器件來改進(jìn)樣機(jī)、更新制造流程;而且正是由于系統(tǒng)內(nèi)編程性能使得搖控編程成為可能。下面對(duì)XC9500系列CPLD器件搖控編程的實(shí)現(xiàn)方法做一介紹。

2 XC9500系列CPLD器件遙控編程的實(shí)現(xiàn)方法

對(duì)CPLD器件的編程，傳統(tǒng)的方法都是現(xiàn)場(chǎng)工程師通過PC機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，PC機(jī)上必須有EZTag或者JTAG編程器軟件，并且PC機(jī)必須通過Xchecker或JTAG電纜和目標(biāo)板相連，然后將JEDEC編程數(shù)據(jù)下載到目標(biāo)板的CPLD器件中去。這種傳統(tǒng)的編程方法要求工程師必須親臨現(xiàn)場(chǎng)，這就帶來一個(gè)問題，那就是當(dāng)產(chǎn)品銷售以后，如果要對(duì)它升級(jí)(主要是指升級(jí)CPLD器件的功能)就十分麻煩。本文所要介紹的遙控編程不同于傳統(tǒng)的編程方法，它不需要工程師親臨現(xiàn)場(chǎng)，只需在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)將編程控制電路加入到嵌入式系統(tǒng)中去即可實(shí)現(xiàn)。

遙控編程的方框圖如圖1所示。要實(shí)現(xiàn)遙控編程，關(guān)鍵在于通信和嵌入式下載技術(shù)。通信部分包括通信接口和通信信道，它完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，即將本地PC機(jī)生成的CPLD器件編程數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程的目標(biāo)系統(tǒng)的嵌入式下載模塊(即圖中所示的“微控制器及嵌入式編程控制”部分);嵌入式下載技術(shù)是指用微控制器通過JTAG接口實(shí)現(xiàn)對(duì)XC9500系列CPLD器件編程。通信可采用現(xiàn)有的各種通信技術(shù)，例如通過電話線用調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)通信以及通過電纜、激光和無線電等實(shí)現(xiàn)通信，在本文對(duì)通信的實(shí)現(xiàn)不做過多的介紹，下面只以簡單的紅外收發(fā)器為例加以說明，重點(diǎn)介紹微控制器及嵌入式編程控制的軟硬件實(shí)現(xiàn)。

3 微控制器及嵌入式編程控制的實(shí)現(xiàn)

3.1 硬件設(shè)計(jì)

微控制器及嵌入式編程控制硬件電路如圖2所示，由微控制器lntel 8031、時(shí)鐘、地址鎖存器74ls373、程序存儲(chǔ)器27512、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM(包括XSVF格式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器)、XC95108及數(shù)據(jù)輸入接口等幾部分組成。圖中8031不僅可用來對(duì)CPLD進(jìn)行編程控制，而且還可實(shí)現(xiàn)其它控制和處理，因?yàn)樵O(shè)計(jì)中使用了一片XSVF(Xilinx Serial Vector Format格式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，在XC95108的控制下可以在后臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并將XSVF格式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到XSVM RAM中，當(dāng)數(shù)據(jù)接收完畢時(shí)再中斷微控制器，在微控制器的中斷服務(wù)子程序中通過JTAG接口實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)CPLD器件編程。從圖中可見，除了XC95108、數(shù)據(jù)輸入和XSVF RAM部分外，其它部分和常見的8031應(yīng)用系統(tǒng)一樣，這里不再贅述，下面主要講述數(shù)據(jù)輸入和XC95108的內(nèi)部功能。