PLC 可重配置型产品
发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:540
    
    
     利用可编逻辑器件pld的可重新配置的特点,设计人员可以迅速地修改设计,在生产的开始阶段,甚至在产品送到用户手中后,还可以修改。尽管可重配置性有这些优点,它的大量应用也可能极有价值,但是在批量生产阶段,可重配置性的应用并不多见。除了用于少量硬件的升级,也可以利用pm的可重配置性来修改用户系统的功能或者将它升级,甚至可以通过远距离的专用设备来实现重配置。使用可重配置的pid'可以在一个基本设计的基础上实现整个产品系列,从而节省产品开发及生产的成本。本文以可重配置视频处理器为例,讨论上述问题。这个实例是由数字视频设备供应商hell&wileox开发的。利用不同的配置,视频处理器可以实现帧同步、音频信号处理、去噪、高宽比转换和颜色修正等各种功能。 pld可重配置技术 利用pld的可重配置性来设计样机,大家并不陌生;但是pld能够在系统工作时重新配置,则是近几年的事。尤其是使用sram的重配置可选项器件的出现,使得在系统中改变pid的功能成为现实。在这种pld中是用sram来保存配置资料,这些资料决定器件的内部连接和功能。因为sram中的资料在电源关闭后便失去,必须在pm外面保存这些配置资料,在启动时装到器件中。只要把新的配置资料装到器件中去,就可以完全改变它的功能,所以,可以很容易在一件产品上实现不同的功能。如果用有智能的主机来控制配置过程,那么在器件装到系统中后,仍然可以重新配置,便于在现场升级或者修改设计。 设计一个可重配置的产品 d1处理器是snell&wilcox用于可重配置产品的基本设计,它由sid输入和输出器件,两个pld(altera公司的flex10k),微处理器,及sram和flash存储器组成。d1处理器产品的不同功能是利用epf10k50v实现的dsp操作以及装在spam里面的查找(lut)来实现的。微处理器控制pld的配置,管理保存在存储器件中的资料,并且处理新的配置资料的读入。 目前,有五种产品使用dl处理器:纵横比转换器,数字画面定位器,视频信号减噪器以及两种同步器。数字画面定位器和同步器都只用一个pld。在不同的产品中,pld使用的i/0配置略有变化;每个i/0脚的位置和功能由每一个产品的配置决定,不用的i/o脚则置为三态。在每一个器件中,不同的配置使用40%-95%的逻辑资源,在10个eab中用了4-8个实现存储器功能。在240脚的eepflok50v中,数字画面定位器使用了75%的逻辑单元。使用dl处理器的另一项产品是视频减噪器。与画面定位器不同,视频减噪器需要两个pld:一个输入器件和一个输出器件。输入器件包含由eab中的ram构成的fifo,处理放大器和输出格式化电路。与画面定位器不同的是,视频减噪器中的处理放大器不对资料进行任何映射变换。视频减噪器的主要功能是由噪音滤波器完成,噪音滤波器将非线性lut中的曲线作用于视频帧,并实现低通滤波的功能。根据保存在sram中的过去帧的特徽,微处理 器将曲线资料装入非线性lut。因为滤波可能只对视频帧的部分资料进行,在资料从噪音滤波器中输出之,前,要采用垫整延迟(在eab中实现)对其进行重新同步。这个设计使用了epf lok50v器件4l%的逻辑单元,20%的存储位和98%的i/o脚。 在dl处理器的基础上可以设计更多的产品。实际上,只要能满足插板i/0接口的要求,并能装入这两片pld中,就可以用dl处理器来开发新产品。在使用dl处理器的产品中,dsp功能只是可重配置产品的一项基本功能。其它的资料处理功能,尤其是同步的流水线操作也是很好的待逸功能。分析表明,所选用的pld和存储器,限制了在可重配置产品中实现一项设计。 在用户现场修改-个基于pld设计的可选项 允许在使用现场更新基于pld的设计的选项有几种。这些选项是否要都有必要,取决于设计的实现方式。某些修改甚至不需要对器件重新编程,这取决于它本身的扩展程度。例如,p山中的存储器也许会用来保存器件工作的基本资料,例如dsp滤波器的系数,lut内容和微处理器指令等。可以在器件工作时把新的资料装到这些存储器中,从而最大限度地避免系统中断工作。如果修改或更新过程要求器件重新配置,原来的配置资料就被更换掉。尽管更换存储配置资料是一个简单的方法,对存储器重新编程则更好。 使用dl处理器的产品的配置是由处理器来完成,flash存储器用来存储配置资料。微处理器操作码也存放在flash存储器中,只不过在工作时装入sram,以获得更高的执行速度。在现场操作时,配置资料是在微处理器控制下装到flash器件中。新的配置文件通过rollcall的网路介面传送。所有使用d l处理器的产品都有rolled介面。 在dl处理器中是用roilcan介面接收新的配置资料。如果用别的可重配置产品,也可以通过pci等介面做同样的事。不论是用什么器件,关键是设计配置主机。微处理器、微控制器,甚至其他的可编
    
    
     利用可编逻辑器件pld的可重新配置的特点,设计人员可以迅速地修改设计,在生产的开始阶段,甚至在产品送到用户手中后,还可以修改。尽管可重配置性有这些优点,它的大量应用也可能极有价值,但是在批量生产阶段,可重配置性的应用并不多见。除了用于少量硬件的升级,也可以利用pm的可重配置性来修改用户系统的功能或者将它升级,甚至可以通过远距离的专用设备来实现重配置。使用可重配置的pid'可以在一个基本设计的基础上实现整个产品系列,从而节省产品开发及生产的成本。本文以可重配置视频处理器为例,讨论上述问题。这个实例是由数字视频设备供应商hell&wileox开发的。利用不同的配置,视频处理器可以实现帧同步、音频信号处理、去噪、高宽比转换和颜色修正等各种功能。 pld可重配置技术 利用pld的可重配置性来设计样机,大家并不陌生;但是pld能够在系统工作时重新配置,则是近几年的事。尤其是使用sram的重配置可选项器件的出现,使得在系统中改变pid的功能成为现实。在这种pld中是用sram来保存配置资料,这些资料决定器件的内部连接和功能。因为sram中的资料在电源关闭后便失去,必须在pm外面保存这些配置资料,在启动时装到器件中。只要把新的配置资料装到器件中去,就可以完全改变它的功能,所以,可以很容易在一件产品上实现不同的功能。如果用有智能的主机来控制配置过程,那么在器件装到系统中后,仍然可以重新配置,便于在现场升级或者修改设计。 设计一个可重配置的产品 d1处理器是snell&wilcox用于可重配置产品的基本设计,它由sid输入和输出器件,两个pld(altera公司的flex10k),微处理器,及sram和flash存储器组成。d1处理器产品的不同功能是利用epf10k50v实现的dsp操作以及装在spam里面的查找(lut)来实现的。微处理器控制pld的配置,管理保存在存储器件中的资料,并且处理新的配置资料的读入。 目前,有五种产品使用dl处理器:纵横比转换器,数字画面定位器,视频信号减噪器以及两种同步器。数字画面定位器和同步器都只用一个pld。在不同的产品中,pld使用的i/0配置略有变化;每个i/0脚的位置和功能由每一个产品的配置决定,不用的i/o脚则置为三态。在每一个器件中,不同的配置使用40%-95%的逻辑资源,在10个eab中用了4-8个实现存储器功能。在240脚的eepflok50v中,数字画面定位器使用了75%的逻辑单元。使用dl处理器的另一项产品是视频减噪器。与画面定位器不同,视频减噪器需要两个pld:一个输入器件和一个输出器件。输入器件包含由eab中的ram构成的fifo,处理放大器和输出格式化电路。与画面定位器不同的是,视频减噪器中的处理放大器不对资料进行任何映射变换。视频减噪器的主要功能是由噪音滤波器完成,噪音滤波器将非线性lut中的曲线作用于视频帧,并实现低通滤波的功能。根据保存在sram中的过去帧的特徽,微处理 器将曲线资料装入非线性lut。因为滤波可能只对视频帧的部分资料进行,在资料从噪音滤波器中输出之,前,要采用垫整延迟(在eab中实现)对其进行重新同步。这个设计使用了epf lok50v器件4l%的逻辑单元,20%的存储位和98%的i/o脚。 在dl处理器的基础上可以设计更多的产品。实际上,只要能满足插板i/0接口的要求,并能装入这两片pld中,就可以用dl处理器来开发新产品。在使用dl处理器的产品中,dsp功能只是可重配置产品的一项基本功能。其它的资料处理功能,尤其是同步的流水线操作也是很好的待逸功能。分析表明,所选用的pld和存储器,限制了在可重配置产品中实现一项设计。 在用户现场修改-个基于pld设计的可选项 允许在使用现场更新基于pld的设计的选项有几种。这些选项是否要都有必要,取决于设计的实现方式。某些修改甚至不需要对器件重新编程,这取决于它本身的扩展程度。例如,p山中的存储器也许会用来保存器件工作的基本资料,例如dsp滤波器的系数,lut内容和微处理器指令等。可以在器件工作时把新的资料装到这些存储器中,从而最大限度地避免系统中断工作。如果修改或更新过程要求器件重新配置,原来的配置资料就被更换掉。尽管更换存储配置资料是一个简单的方法,对存储器重新编程则更好。 使用dl处理器的产品的配置是由处理器来完成,flash存储器用来存储配置资料。微处理器操作码也存放在flash存储器中,只不过在工作时装入sram,以获得更高的执行速度。在现场操作时,配置资料是在微处理器控制下装到flash器件中。新的配置文件通过rollcall的网路介面传送。所有使用d l处理器的产品都有rolled介面。 在dl处理器中是用roilcan介面接收新的配置资料。如果用别的可重配置产品,也可以通过pci等介面做同样的事。不论是用什么器件,关键是设计配置主机。微处理器、微控制器,甚至其他的可编
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