一種基于APA300的創(chuàng)新型FPGA實驗板設計

　　2.4 多路時鐘源和高頻信號源

　　多路時鐘源和高頻信號源電路原理圖如圖5所示。多路時鐘信號由集成晶體振蕩分頻器CD4060提供，該芯片配以32768Hz的晶體，可產生多路時鐘信號。高頻信號源由33MHz有源晶振提供。

　　2.5 電源和復位電路

　　開發(fā)板采用三端可調整流穩(wěn)壓電源LT1085，所以實驗板對電源要求很低，任何交直流電源只要滿足輸出電壓為9 V~12 V，輸出電流不小于500 mA即可使用。APA300內部工作電壓接2.5 V電源，外部IO電壓接3.3 V電源。開發(fā)板同時設有復位按鍵電路，復位信號/RESET低電平有效。

　　2.6 擴展接口

　　擴展接口為60針的雙列直插接口,外部擴展電路可很方便地與實驗板相連。

　　3 典型創(chuàng)新性實驗示例

　　3.1主協(xié)處理器實驗：協(xié)處理器密碼機

　　在復雜的系統(tǒng)中，系統(tǒng)處理器不僅要完成整個系統(tǒng)快速、精確的控制，還要處理一些復雜且耗時較長的任務，這勢必會增加處理器的負擔，降低系統(tǒng)性能。為解決這種問題，人們引入了協(xié)處理器的概念。將復雜且耗時較長的任務交給一協(xié)處理器去處理，協(xié)處理器處理完后通知主處理器，從而減輕主處理器的負擔，縮短主處理器的運行周期，同時還能為增強某些功能創(chuàng)造條件。因此協(xié)處理器是一種與主處理器協(xié)同工作、輔助其完成特定計算任務的專用處理芯片或器件[2]。隨著電子類產品功能的日益增強，運算日趨復雜，復雜的數(shù)值處理更加頻繁，協(xié)處理器被廣泛應用于消費類產品、工業(yè)生產和國防建設。

　　本實驗板上有2片通過16 bit并行接口互連的APA300，可開展主協(xié)處理器實驗。用本實驗板開展協(xié)處理器密碼機實驗的邏輯連接示意圖如圖6所示，將連有豐富電路資源的APA300(1)作為主處理器，將APA300(2)作為密碼算法協(xié)處理器。主處理器主要負責接口通信、加解密信息的預處理、輸入輸出FIFO的管理、以及加解密狀態(tài)、模式的控制。協(xié)處理器實現(xiàn)密碼算法，對主處理器通過并行接口送入的數(shù)據(jù)進行加解密，并把加解密結果回送給主處理器。這樣主協(xié)處理器分工合作，完成對計算機數(shù)據(jù)的加解密，從而可實現(xiàn)協(xié)處理器密碼機。