ACEX1K系列CPLD配置方法探讨
ACEX 1K系列器件是Altera 公司近期推出的新型CPLD产品。该器件基于SRAM,结合查找表（LUT）和嵌入式阵列块（EAB）提供了高密度结构,可提供10 000 到100000 可用门,每个嵌入式阵列块增加到16位宽可实现双端口,RAM位增加到49125个。其多电压引脚可以驱动2.5V、3.3V、5.0V器件,也可以被这些电压所驱动;双向I/O引脚执行速度可达250MHz。该器件还应用Altera专利技术进行了重要的生产改进,进一步降低了器件的成本,提高了产品的性能价格比。因此,ACEX 1K 器件可用来实现许多逻辑复杂、信息量大的系统。但是在器件操作过程中,ACEX 1K系列器件的配置数据存储在SRAM单元中,由于SRAM的易失性,配置数据在每次上电时必须被重新载入SRAM。
2 配置ACEX 1K 系列器件三种方法的比较对于ACEX 1K系列器件,目前实现加载的方法有以下3种：①采用PROM并行加载;②采用单片机控制实现加载;③通过JTAG口直接一次性实现编程数据加载。第一种方式需要占用较多的CPLD管脚资源,虽然这些资源在加载完成后可用作一般的I/O口,但在加载时不允许这些管脚有其他任何外来信号源;另外数据存储在PROM与CPLD之间的大量固定连线,如8位数据线以及大量访问PROM的地址线等,使得PCB板设计不便。但是这种方式有一个好处,即PROM的容量较大、容易购置、价格低、技术支持（编程器）较好。第二种方式采用单片机控制,由PROM中读取并行数据,然后串行送出。由于涉及到单片机编程,对于开发者来说较为不便;另外,如果单片机仅用来实现该任务,较为浪费硬件资源。CPLD的一个最大优点是采用计算机专用开发工具,通过JTAG口直接一次性实现编程数据加载,但是由于ACEX 1K 器件SRAM 的易失性使数据无法永久保存,为调试带来很大的不便,特别是从事野外作业者。
目前,Altera公司推出了相应的配置器件。在CPLD器件配置过程中,配置数据存储在配置器件的EPROM中,通过配置器件内部振荡器产生的时钟控制数据输出。本文以20脚EPC2 器件（以下简称EPC2）为例阐述配置器件与ACEX 1K 系列器件的连接。
3 EPC2 器件简介EPC2具有Flash配置存储器,可用来配置5.0V、3.3V、2.5V器件。通过内置的IEEE Std.1149. 1 JTAG接口EPC2可以在5.0V和3.3V电压下进行在系统编程（ISP）。系统编程后,调入JTAG 配置指令初始化ACEX 1K 器件。EPC2 的ISP 能力使ACEX 1K 器件的初始和更新更容易。当用EPC2配置ACEX 1K器件时,在配置器件的内部发生带电复位延迟,最大值为200ms。Alterat公司的QuartusⅡ和MAX+PLUSⅡ软件均支持配置器件的编程,设计中软件自动为每一个配置器件产生POF。多器件设计中,对于多个ACEX 1K器件,软件可以将编程文件与一个或多个配置器件联合。软件允许用户选择适当的配置器件更充分地储存每一个ACEX 1K器件的配置数据。EPC2 器件用于与ACEX 1K 器件连接的引脚功能见表1。
