ispMACH4000Z CPLD在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的應(yīng)用

當(dāng)今可編程器件正朝著高密度、低功耗、高速的方向發(fā)展。萊迪思公司推出的ispMACH4000Z是業(yè)界最低功耗的CPLD器件系列，為便攜式半導(dǎo)體消費(fèi)品市場(chǎng)及其它對(duì)功耗有較高要求的電子產(chǎn)品市場(chǎng)提供了新的可編程解決方案。

從傳統(tǒng)意義上說，由于掌控及手提式電子產(chǎn)品對(duì)于低待機(jī)功率和低成本有很高的要求，因而限制了PLD器件在這些產(chǎn)品中的應(yīng)用。萊迪思半導(dǎo)體公司的1.8伏ispMACH4000ZCPLD系列的產(chǎn)品問世，標(biāo)志著業(yè)界最低靜態(tài)功耗CPLD的產(chǎn)生。ispMACH4032Z是最初的三個(gè)跨越從32至128個(gè)宏單元的ispMACH4000Z系列中的第一個(gè)器件。這些器件的靜態(tài)電流功耗極低，對(duì)于一個(gè)32宏單元的器件，最差的情況也只有20微安，恰好滿足了低功耗電子產(chǎn)品的需要。新器件系列的靜態(tài)功耗僅為原先產(chǎn)品的20%，ispMACH4000Z器件不僅具備業(yè)界最低的靜態(tài)功率，其成本也很低廉，非常適合被廣泛應(yīng)用在掌控、手提、和其它電子消費(fèi)產(chǎn)品中。極大地拓展了可編程邏輯在這些市場(chǎng)上的應(yīng)用。

器件的基本結(jié)構(gòu)

ispMACH4000器件由多個(gè)GLB所組成，每個(gè)GLB有36個(gè)輸入，16個(gè)宏單元。GLB的互聯(lián)是通過全局布線池(GRP)。輸出布線池（ORP）把GLB連接到I/O塊。I/O塊中含有多個(gè)I/O單元。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。器件中的I/O分成兩個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)有不同的供電電壓。支持多種標(biāo)準(zhǔn)，使得設(shè)計(jì)者能在混合電壓環(huán)境中實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。

在ispMACH4032中有兩個(gè)GLB，每個(gè)GLB有36個(gè)輸入。所有GLB的輸入來自于全局布線池，所有的GLB輸出又返回全局布線池，以便連接到其它GLB的輸入。若有反饋信號(hào)回到相同的GLB，也必須經(jīng)過全局布線池。這就保證了GLB互相之間的通信有著恒定的可預(yù)知的時(shí)延。GLB的輸出送至輸出布線池，然后把它們送到相關(guān)I/O塊中的I/O單元。

圖1：器件中的功能塊。

GLB由可編程與陣列，邏輯分配器，16個(gè)宏單元和一個(gè)GLB時(shí)鐘發(fā)生器組成。可編程與陣列有36個(gè)輸入，83個(gè)輸出乘積項(xiàng)。來自全局布線池的36個(gè)輸入用來在與陣列中構(gòu)成72根線。每根線都可通過線與連至83個(gè)輸出乘積項(xiàng)中的任意一個(gè)。80個(gè)邏輯乘積項(xiàng)的每一個(gè)都饋入邏輯分配器，余下的三個(gè)控制乘積項(xiàng)饋入共享PT時(shí)鐘和共享PTOE。在送入宏單元之前，共享PT時(shí)鐘和共享PTOE初始信號(hào)可以選擇反向。每5個(gè)乘積項(xiàng)組成一個(gè)乘積項(xiàng)群(producttermcluster)。第一個(gè)乘積項(xiàng)群為PT0。GLB中的每個(gè)宏單元都有一個(gè)乘積項(xiàng)群。圖2為通用邏輯塊GLB的結(jié)構(gòu)。

圖2：通用邏輯塊GLB。

ispMACH4000器件有兩個(gè)I/O區(qū)，每個(gè)區(qū)都有各自的I/O電壓。輸入可以支持獨(dú)立于芯片電源電壓或區(qū)域電壓的各種電壓。支持多種標(biāo)準(zhǔn)電壓會(huì)給設(shè)計(jì)者帶來設(shè)計(jì)靈活性，以適應(yīng)當(dāng)今多種電壓環(huán)境的設(shè)計(jì)需要。

在電子消費(fèi)產(chǎn)品中的應(yīng)用

ispMACH4000Z的適用范圍包括手機(jī)及其外設(shè)、傳呼設(shè)備、GPS定位設(shè)備、PDA、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、個(gè)人音頻設(shè)備、便攜式醫(yī)療儀器、車用遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)和無線電、以及工業(yè)儀器等。圖3為ispMACH4000Z在數(shù)字相機(jī)中的應(yīng)用。器件能實(shí)現(xiàn)圖形控制器、LCD與IrDA的接口、存儲(chǔ)器控制器，以及藍(lán)牙功能器件與控制器之間的HCI橋接口。圖4為ispMACH4000Z在MP3播放機(jī)中的應(yīng)用。器件能實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器控制器、用戶接口控制器、IrDA控制器功能，能接收遙控的數(shù)據(jù)，以及藍(lán)牙功能器件與控制器之間的HCI橋接口。圖5為ispMACH4000Z在機(jī)頂盒中的應(yīng)用。器件能實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器控制器、時(shí)鐘分布與系統(tǒng)時(shí)序、IrDA控制器功能，能接收遙控的數(shù)據(jù)、以及實(shí)現(xiàn)Ethernet、USB、RS232等外部設(shè)備接口。圖6為ispMACH4000Z在個(gè)人數(shù)字助理中的應(yīng)用。器件能實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器控制器、電源與智能電池管理、藍(lán)牙功能器件與控制器之間的HCI橋接口、IrDA接口、Rs232接口以及LCD控制器功能，如TFT時(shí)序控制器、圖像旋轉(zhuǎn)。

圖3：ispMACH4000Z在數(shù)字相機(jī)中的應(yīng)用。

圖4：ispMACH4000Z在MP3播放機(jī)中的應(yīng)用。

圖5：ispMACH4000Z在機(jī)頂盒中的應(yīng)用。

圖6：ispMACH4000Z在個(gè)人數(shù)字助理(PDA)中的應(yīng)用。