现场可配置片上系统TA7V05的应用研究

能介绍

由于TA7V系列内部集成了一个可编程逻辑矩阵，此能够更加灵活地开发使用这款芯片。我们可以通过逻辑设计工具，以VHDL或Verilog语言来设计逻辑电路并实现相应的逻辑功能。这样就可以通过软件在系统硬件范畴内做灵活的设计。前面已经提及了CSL功能模块的特点，下面具体介绍TA7V05的可配置系统逻辑单元（CSL）。

图4

    CSL提供灵活的可编程资源，以实现多种数字功能。由于与CSI总线密切连接，CSL矩阵可以理想地CPU所需要的各种CSL逻辑功能。此矩阵由多个CSL堆构成。含有独自CSL单元的堆是一个方形的阵列。A7V05 CsoC上的可编程逻辑包含4个CSL堆，每个堆由列16行共128个CSL单元组成，如力所示，共对应12个CSL单元。垂直和水平断路器将各自CSL堆与CSI总线源分开。

垂直断路器出现在每个CSL堆的上面，分配选择器输入输出信号、断点控制信号、全避缓冲信号和等待控制信号。CSI读数据返回路径也靠直断路器锁定。水平断路器出现在相邻CSL堆列之间，将CSI总线进行信号分配到CSL堆上。断路器包含CSI总线资源。信号通过断路器可以在不同CSL堆间传送。当然，经过断路器时会带来信号延时。

每个CSL单元，由一个触发器和其它功能模块组成，可实现不同的逻辑、算数、存储操作。这些资源的独立或串接操作，取决于特殊功能的使用情况。一个独立的CSL单元有逻辑功能、算术功能、存储功能、总线功能，时序功能供使用。基本的CSL单元结构，包括组合逻辑和时序逻辑，如图3所示。

图5

    下面就其实现的不同功能作一下描述。表1为CSL单元中逻辑功能的实现，表2为CSL单元中算术功能的实现，表3为CSL单元中存储功能的实现。

每个CSL单元包含一个D型触发器。该触发器按以下方式控制：

*高电平有效时钟使能输入；

*可翻转边沿触发时钟输入；

*异步输入使触发器置位或清零。

3 TA7V系列的相关应用

典型的由TA7V构成的系统框图如图4所示。静态内存接口单元TA7V与扩展内存Flash，SDRAM的无缝连接。MSSIU（内存接口单元）标准连接含有A7V初始化程序和用户应用代码的扩展Flash内存。MSSIU接口在与别的外部器件连接时可重复使用。

TA7V强大的32位精简指令处理器、高效精悍的指令集、全特性内存扩展、丰富的外围设置、扩展的联网能力、高性价比低功耗，高稳定性和强抗干扰特性，使得该系列芯片在协同控制工业电机驱动方面可以发挥强大的优势。下面介绍TA7V在电机驱动方面的应用。TA7V构成的PWM脉冲输出系统，可以驱动相应的功率主电路，如IPM、IGBT逆变器等，再加上一些外围电路和目标电机，就构成了完整的交流电机调速系统。驱动电路结构框图如图5所示。

用TA7V实现控制电机，就是利用其中的CSL的灵活设置特性，通过相关的开发工具软件FastChip配制成先进的电机控制PWM功能。利用芯片中自带的模拟数字转换（ADC）实现外部模拟量检测，多功能定时器阵列（MFTA）实现时间周期检测，产生循环事件，波形生成和作为正交编码器接口（QEI）的计算部分。内建以太网/CAN接口，实现控制联网。电机控制系统软件流程如图6所示。

结语

TA7V CsoC外设丰富、处理能力强、指令系统简单，特别是集成了CSL，依靠相关的开发软件，可实现典型的微控制功能。包括参数配置先进的电机控制PWM、LCD控制、通信接口（SSI、I2C、RS-232、RS-485、HDLC）。因此A7V可广泛用于便携式设备，仪器仪表，低成本IP电话，LCD可视系统，工业联网，电机控制等众多领域。

《现场可配置片上系统TA7V05的应用研究(第2页)》