引言

移动电话， PDA和MP3播放器等便携式消费电子产品 产量通常都非常大,　 因此，产品设计工程师首先会选择采用AsIc或ASSP以小巧 便携式封装来容纳极强 功能,　

这种解决方案不仅能满足功能密集 要求，其功耗往往也令人满意,　 但是，在消费类电子产品领域变化极为迅速 背景下，各厂商均致力于针对不断变化 技术和市场推出与众不同 解决方案，因此，时间超前 功能不出数月就会过时,　

残酷一词常常用来描述竞争 激烈程度,　 错误既不可容忍又代价高昂，然而，ASSP 选择或ASIC 设计几乎不可能每次都正确,　 所以，对于厂商来说，缓解这种局势对于保持市场份额至关重要,　

如今 设计工程师已不仅仅着眼于一成不变 ASIC和ASSP架构，而更看重可编程逻辑所固有 设计灵活性和可尽快上市 优越性,　 Xilinx公司 CoolRunner-IICPLD具有低成本和低功耗优势，为便携式设备设计工程师提供了富有生命力 ， 可以取代标准单元技术 解决方案,　

2001年以来，CoolRunner-IICPLD系列产品为设计工程师提供 价位低到足以与分立逻辑器件 价位媲美，使设计工程师能够在单个封装中轻松地实现大量逻辑功能,　 本文将讲述如何使用CoolRunner-II CPLD实现低成本和低功耗 简单可编程逻辑，以突破当今ASIC／ASSP便携式手持设备解决方案 限制,　 鉴于大多数手持设备都是基于OMAP， Xscale或i.MX 设计，本文将讲述若干具体问题 解决方法,　

电平转换

在两种不同电压标准 芯片之间提供接口连接是个常见问题,　 任何类型 存储器都不能符合所有 电压标准，但微处理器可适应于多种电压,　 匹配各类标准很简单，使用电平转换器即可；但电平转换器价格昂贵，并且占用面积过大,　 使用CPLD是较好 解决方案，可显著提高灵活性,　 所有 CoolRunner-II CPLD都能在两种电压之间进行转换，而有些可以转换多达四种电压,　

CoolRunner-II CPLD I／O组可轻而易举地在单芯片中 1.5V～3.6V范围内转换电压，如图1所示,　 但这是完全不考虑器件可编程性时 情形,　 电平转换功能只是整个封装 一部分，也就是说用户同时还能获得一批逻辑， 触发器， 降功耗资源和I／O缓冲器，而这些往往比电平转换器芯片 价格低,　

引脚扩展

一般来说，ASIC引脚越多，则其成本越高,　 如果逻辑所要求 容量不大，而I／O方面有大容量 要求，那么工程师可能就要为满足引脚 需求而去买用不着 逻辑,　 解决这个问题 一种方法是增加一个CoolRunner-II CPLD，将其用作引脚扩展器，如图2所示,　

基本思路是找出通常以低速运行 GPIO引脚,　 然后，并不是为其分配ASIC引脚，而是将CoolRunner-II CPLD引脚赋予低速传输 GPIO信号，串行化这些信号，并且通过较少网络引脚将这些信号导入ASIC,　 串行化／反串行化通过简单而有效 移位来完成，可大大减少高成本ASIC上 引脚,　

另一种观点认为，OMAP， Xscale和i.MX处理器具有特定 引脚组合，用来支持供货商认为适宜 应用,　 CoolRunner-II CPLD引脚扩展允许工程师自行创建具有不同电压组合和附加功能(脉冲， PWM， 独立三态控制) GPIO引脚,　

引脚再分配

CPLD提供了当PCB布局出现错误时重新布置引脚 能力,　 这一特性非常关键，它使得工程师能保持进度，并满足财务和功率预算 要求,　 设计工程师无需重新设计电路板即可纠正其错误连接，因此可以将产品进度缩短数周到数月之多,　

CoolRunner-II CPLD由功能强大 逻辑模块构建而成，其中 可编程逻辑数组可以任意重新分配引脚逻辑,　 这些器件可通过多次修改来保留引脚布局，同时能够根据需要来针对不同引脚重新分配设计,　 CoolRunner-II系列 数据手册提供了架构说明，并给出了应用指南索引，这些应用指南 详细内容会帮助工程师理解PLA 价值,　

功率控制

上电速度快是CPLD 优点之一,　 CoolRunner-II CPLD自带配置单元，允许其自行上电并指导其它芯片 后续活动,　 这其中包括一些功率调节器(可由CoolRunner-II CPLD定序)，以及需要在电路板操作中提前妥善定义 其它控制信号,　

降低功耗

所有基于Xscale， OMAP和i.Mx 芯片组都包括某种版本 ARM微处理器,　 高级RISC机器最初是按照以低功耗运行微处理器 方法开发 ,　 后来，各许可供货商都采纳了自己 方法来进一步降低处理器功耗,　 典型 降功耗操作包括时钟门控， 电压调整，以及旨在减少器件内传输 板上存储器管理,　

另外，Symbian这类操作系统在各种节电方法中增加了"功耗意识"模式，以使未使用 资源尽可能处于当前所执行任务 最低功耗模式,　 这些方法 效果都不错，都可以降低处理器 功耗,　 但是，降低系统其余部分 功耗已经超出这些方法 范围,　

CoolRunner-II CPLD天生就是低功耗器件,　 更重要 是，CoolRunner-II 特殊功能还可用来降低其它器件 功耗,　 使用时钟分频器和Xilinx DataGATE技术能够降低设计中许多(如果不是全部)芯片 功耗，如图3所示,　 关断对其它芯片 供电还可以降低在电路板上传播以及从系统中发散出来 电磁场,　 这种有效 信号阻断方法有多方面好处,　

逻辑合并

在电路板上安装3个二输入与门， 2个三输入或门和1个施密特缓冲器封装会增加材料清单(BOM)， 占用功率和成本预算，并降低可靠性,　 如果将这些分散 逻辑集中到一个整体低功耗CoolRunner-II中，不仅可以解决这些问题，还能把其它未用逻辑直接存储到电路板上，以备将来改进／修改之用,　 表1列出了逻辑 资源消耗率,　

CoolRunner-II CPLD正迅速成为低功耗， 低成本， 高产量 便携式消费产品 标准,　 本文主要讲述了这种功能强大 产品如何轻而易举地使用OMAP， Xscale和i.MX处理器构建系统,　 CoolRunner-IICPLD对于许多其它处理器也同样有效，可为其增加功能， 降低功耗，并缩短上市时间,