下载

1下载券

加入VIP
  • 专属下载券
  • 上传内容扩展
  • 资料优先审核
  • 免费资料无限下载

上传资料

关闭

关闭

关闭

封号提示

内容

首页 混合电压系统设计混合电压系统设计

混合电压系统设计混合电压系统设计.doc

混合电压系统设计混合电压系统设计

雍正
2018-09-08 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《混合电压系统设计混合电压系统设计doc》,可适用于IT/计算机领域

低压CPLDEPMA的混合电压系统设计:: 单片机与嵌入式系统应用作者:西北工业大学田红张晓斌黎顺元  (华强电子世界网讯)本文较详细地阐述不同逻辑电平的接口原理。以低压CPLDEPMA为例给出在混合电压系统中的具体设计方案。  关键词:低压CPLD逻辑电平电源EMPA  引言随着微电子技术的飞速发展体积更小、功耗更低、性能更佳的低压芯片不断涌现。IO电平逻辑向V、V、V甚至更低的方向发展。但数十年来由于V电源的器件一直占据比较重要的市场在系统设计中它们经常共存在一块电路板中因此在设计它们的过程中就不可避免地要碰到不同电压电平的接口问题。  EPMA简述  EMPA是Altera公司推出的MAXA系列的CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)采用CMOSEEPROM工艺传输延时仅为ns可实现频率高达MHz的计数器内部具有丰富的资源个触发器万个用户可编程门为了比较适合混合电压系统提供了V、V电压的内核通过配置输入引脚可以工作兼容VVV逻辑电平输出可以配置为VV逻辑电平输出。EPMA同时还提供了JTAG接口可进行ISP编程极大方便了用户。  电源设计  在本系统中外界提供的电源为±V和V而EPMA的工作电压需接V所以首先要解决好电源的问题。以下是几种解决方案。  ()采用低压差线性稳压芯片  线性稳压芯片是一种最简单的电源转换芯片基本上不需要外围元件。使用方便、成本低、纹波小、无电磁干扰。但是传统的线性稳压器如xx系列都要求输入电压要比输出电压高V~V以上否则不能正常工作所以xx系列已经不能够满足V电源设计的要求。面对低电压电源的需求许多电源芯片公司推出了低压差线性稳压器LDO(LowDropoutRegulator)。这种电源芯片的压差只有V~V可以实现V转VVV转VV等要求。  ()设计开关电源  开关电源也是实现电源转换的一种方法且效率很高但设计要比使用线性稳压器复杂得多。不过对于大电流高功率的设计建议采用开关电源。现在开关电源里面的同步整流技术可以很好地解决低压、大电流的问题。  ()电阻分压  这种方法简单、成本低但是分压输出受负载大小影响不推荐在低压系统中使用。综合对比上面几种方案选用了TI公司的LDO芯片TPSQD负载能力mA符合系统功耗要求。  逻辑接口设计  ()各种电平的转换标准  EMPA的供电电压为V当VCCINT接V时输入口的逻辑电平范围为V~V。输出口的逻辑电平范围为V~VCCIO。VCCIO可以接V或者V。在进行CPLD系统设计时除了CPLD本身外还有很多外围的模块和芯片比如Flash、DA、AD等。这些可归成两类驱动CPLD的V电平和被CPLD驱动的V电平芯片。因此就存在一个如何将低压CPLD与这些芯片或模块可靠接口的问题。表所列为VCMOS、VTTL和V电平的转换标准。其中VOH表示输出高电平的最低电压VIH表示输入高电平的最低电压VIL表示输入低电平的最高电压VOL表示输出低电平的最高电压。从表中可以看出VTTL和V的转换标准是一样的而VCMOS的转换标准是不同的。因此在将V系统与V系统接口时必须考虑到两者的不同。  ()逻辑电平不同时接口出现的问题  在混合电压系统中不同电源电压的逻辑器件互相接口存在以下几个问题。  ①加到输入和输出引脚上允许的最大电压限制问题。器件对加到输入或者输出脚上的电压通常是有限制的。这些引脚由二极管或者分离元件接到Vcc。如果接入的电压过高则电流将会通过二极管或者分离元件流向电源。例如在V器件的输入端加上V的信号则V电源会向V电源充电。持续的电流将会损坏二极管和其它电路元件。  ②两个电源间电流的互串问题。在等待或者掉电方式时V电源降落到V大电流将流通到地。这使得总线上的高电压被下拉到地引起数据丢失和元件损坏。必须注意的是:不管在V的工作状态还是在V的等待状态都不允许电流流向Vcc。  ③接口输入转换门限问题。用V的器件驱动V的器件有很多不同的情况同样TTL和CMOS间的转换电平也存在着不同情况。驱动器必须满足接收器的输入转换电平并且要有足够的容限以保证不损坏电路元件。  ()EPMA与V电平接口的种情形  在该系统中有下面种不同的情况需考虑。(配置脚VCCINT、VCCIO均须接V把EPMA配置成VTTL器件。)  ①VTTL器件驱动EPMA(直接相连)。由于VTTL和V的电平转换标准是一样的VTTL器件输出的典型值为V因此如果V器件能够承受V的电压则从电平上来说是完全可以直接相连的。EPMA能承受VTTL电平驱动。  ②EPMA驱动VTTL器件(直接相连)。由于V器件的VOH和VOL电平分别是V和VVTTL器件的VIH和VIL电平分别是V和V而EPMA实际上能输出V摆幅的电压显然VTTL器件能够正确识别EMPA的输入电平。  ③VCMOS器件驱动EPMA(直接相连)。分析VCMOS的VOH和VOL以及V的VIH和VIL的转换电平可以看出虽然两者存在一定的差别但是能够承受V电压的V器件能够正确识别V器件送来的电平值。所以能够承受V电压的V器件的输入端可以直接与V器件的输出端接口。EPMA有V容限故能直接与V器件的输出端接口。  ④EPMA驱动VCMOS(不能直接相连)。V与VCMOS的电平转换标准是不一样的。从表中可以看出V输出的高电压的最低电压值VOH=V(输出的最高电压可以达到V)而VCMOS器件要求的高电平最低电压VIH=V因此EMPA的输出不能直接与VCMOS器件的输入相连接。为此必须做些处理。最通用的方法就是使用电平接口转换芯片实现V与V电平的相互转换。可以采用双电压(一边是V另一边是V)供电的双向驱动器来实现电平转换。如TI的SNALVC、SNALVC等芯片可以较好地解决V与V电平的转换问题。对于VTTL或者VCMOS器件如果驱动V(但无V容限)的器件就不能直接连接而也可通过SNALVC来实现V到V的转换。对于EPMA驱动VCMOS的情况还有个比较好的方法是使输出口OC(集电极开路)输出外面接一个电阻上拉到V这样就可以驱动VCMOS器件了只是逻辑反向了而已。  总结  混合逻辑系统会在一个比较长的时间内存在。它的设计比较复杂必须仔细分析其中的逻辑接口问题否则容易使芯片烧毁或者逻辑失真。笔者在应用EEMA的过程中总结了这几种方法对设计混合逻辑系统具有普遍意义。

用户评价(0)

关闭

新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

抱歉,积分不足下载失败,请稍后再试!

提示

试读已结束,如需要继续阅读或者下载,敬请购买!

评分:

/4

VIP

意见
反馈

免费
邮箱