通用数字块UDB

只看该作者 · 2015-6-30 18:02

介绍PSoC3内的通用数字块UDB，其内容
主要包括：通用数字块概述、PLD模块、数字通道模块、
状态和控制模块和基于PLD的自定义元件设计等内容。
通用数字块是PSoC3所提供的一个重要功能单元，读者
可以使用Verilog硬件描述语言，定制IP控制器设备，这样
也大大扩展了PSoC3的应用领域。
PSoC3中的UDB使得PSoC和传统MCU相比，有更大的
灵活性。
新一代的UDB在配置粒度和实现效率上进行了权
衡。这种方法使得能定制数字操作来满足应用要求。

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图1

只看该作者 · 2015-6-30 18:04

从图中可以看出，UDB是由可编程逻辑PLD、结构
逻辑（数据通道）和灵活的布线资源来提供在这些元
件、I/O连接和其它外设之间的互联。比如最简单的功能
是定时器、计数器、CRC生成器、PWM、死区生成器，
通信功能包括UART、SPI、I2C。在可利用资源范围内，
PLD块及其连接性，提供了全特性的通用可编程逻辑。

      UDB的主要元件包括：
1．PLD块
   每个UDB中有两个小的PLD。这些块从布线阵列中
提取输入，然后生成寄存的或者组合的积之和（SoP）
逻辑，这些逻辑和寄存器用于实现状态机，控制数据
通道的操作，条件输入和驱动输出。
．数据通路块
      数据通路包含动态的可配置的ALU，两个先进先
出的队列FIFO，比较器和条件生成。
      3．状态和控制块
      这些寄存器提供了一种方法，用于CPU固件和
UDB操作交互和同步。控制寄存器驱动内部的布线，
状态寄存器读内部的布线。
4．时钟和复位块
   这个块为UDB内的每个独立的块提供时钟选择和使
能，复位选择。
   5．链接信号
   PLD和数据通道有链接信号，使得相邻的模块能被
链接，来创建更高精度要求的功能。
6．布线通道
   UDB的I/O通过可编程的开关阵列（用于连接一个
UDB内的块和阵列中的其它UDB）被连接到布线通道。
      7．系统总线接口
   每个UDB中的所有寄存器和RAM，被映射到系统地址
空间，能被作为8和16位的数据访问。

只看该作者 · 2015-6-30 18:06

PLD模块基本的功能是实现逻辑表达式，状态机，序
列器，查找表和解码器。
在最简单的使用模型中，将PLD块作为一个独立运行
的资源，在这个资源里综合生成通用RTL，并且进行映
射。
最普通和有效的使用模型是从PLD和数据通道的连接
创建数字功能，在这个模型中，PLD只实现随机逻辑和功
能的状态部分，而数据通道（ALU）实现更结构化的元
件。下图给出了PLD12C4的结构图。

只看该作者 · 2015-6-30 18:07

从图中可以看出，PLD有12个输入，送入到8个乘
积项。
每个乘积项（AND功能）可以有1到12个输入，
在一个给定的乘积项里，可以选择每个输入真值（T）
或互补（C）。
乘积项然后求和（OR功能）产生PLD输出。一个
和可以来自1-8个乘积项。

只看该作者 · 2015-6-30 18:09

从图中可以看出，PLD有12个输入，送入到8个乘
积项。
      每个乘积项（AND功能）可以有1到12个输入，
在一个给定的乘积项里，可以选择每个输入真值（T）
或互补（C）。
   乘积项然后求和（OR功能）产生PLD输出。一个
和可以来自1-8个乘积项。
12C4中的’C’表示OR门的宽度（在这种情况下宽度为
8）是一个常数贯穿所有的输出（而不是可变的）。
   这个类似PLA的结构提供了最大的灵活性，保证了所
有的输入和输出是可置换的，很容易通过软件工具进行
分配。在每个UDB中有两个12C4。

只看该作者 · 2015-6-30 18:12

对于下面的逻辑表达式：
X= (A&B)| (~C&D)
Y= (A&B)| (C&D)