EDA/PLD中的在系统可编程器件isp1032E在高精度数据采集系统中的应用
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2020-12-13
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EDA/PLD中的在系统可编程器件中的在系统可编程器件isp1032E在高精度数据采集在高精度数据采集
系统中的应用系统中的应用
引言 isp在系统可编程技术是相对于以往可编程器件（PLD）实现逻辑设计时必须有专用的烧录器而言的，它不
需要将isp器件拆上拆下即可实现对所需电路逻辑设计的反复设计和编程。这样就给系统设计研发、电路板调试
和升级维护带来了极大的方便，从而缩短了系统的研发周期，实现了硬件电路的软件化设计。 相对于常用
的PLD器件，isp器件具有体积小、容量大、编程方便、便于在线调试等优点，可实现较大规模的电路设计，且
可实现编程加密。尤其在输入输出管脚众多的情况下，可以大大优化系统设计、节省系统空间。而相对于FPGA
器件而言，isp器件的容量要小些，但其片内的逻辑一经加载就不会因掉电而再丢失。若要改变逻辑，
引言
isp在系统可编程技术是相对于以往可编程器件（PLD）实现逻辑设计时必须有专用的烧录器而言的，它不需要将isp器件拆上
拆下即可实现对所需电路逻辑设计的反复设计和编程。这样就给系统设计研发、电路板调试和升级维护带来了极大的方便，从
而缩短了系统的研发周期，实现了硬件电路的软件化设计。
相对于常用的PLD器件，isp器件具有体积小、容量大、编程方便、便于在线调试等优点，可实现较大规模的电路设计，且可
实现编程加密。尤其在输入输出管脚众多的情况下，可以大大优化系统设计、节省系统空间。而相对于FPGA器件而言，isp器
件的容量要小些，但其片内的逻辑一经加载就不会因掉电而再丢失。若要改变逻辑，只需通过下载电缆重新加载即可，而无需
片外扩展EPROM存储电路的结构数据，因而电路实现更为方便简单。其实，这对于一般没有过于复杂的逻辑计算的电路设
计，其容量一般已经足够。下面以Lattice公司的isp1032E为例，介绍isp器件在高精度数据采集系统中的应用技术。
2 isp1032E器件介绍
2．1 isp1032E的内部结构和时序模型
isp1032E的内部结构如图1所示。该器件有6000个门单元逻辑，192个寄存器单元，64个通用I／O，8个专用输入管脚，4个专
用时钟输入，一个可提供上述各部分内部互连的集中连接池GRP。isp1032E的基本逻辑单元是万能逻辑块GLB，共32个，分
别标定为A0～D7。每个GLB单元对应于18个输入单元、1个与或非逻辑阵列、4个输出单元。GLB的输入单元来自于GRP和专
用输入；所有的输出单元都需进入GRP，以便于连接到其他的输入单元。
isp1032E的内部时序模型如图2所示。其中GOE0、GOE1为所有I／O单元的输出使能管脚。该管脚也可作为专用输入管脚来
用。外部专用时钟输入管脚Y0与所有GLB单元的一个时钟输入脚相连；Y1进入时钟分配网络后可选择控制任何一个GLB单元
的时钟输入；Y2进入时钟分配网络后可选择与任何一个GLB单元或I／O单元相连；Y3进入时钟分配网络后可选择与任何一个I
／O单元相连。 可用于将所有的GLB单元或I／O寄存器单元复位。
2．2系统逻辑加载的硬件实现
在通过硬件加载系统逻辑时，首先用Lattice公司的专用编译软件ispDesignExpert生成所需的JED熔丝图文件，再通过专用下
载软件ispVMSystem中的is－pDCD（ispDaisyChainDownload）将该JED熔丝图文件转换成isp流的形式，以便于利用PC机并
口将所要生成的逻辑通过下载电缆烧录到相应的isp器件中。
isp设备下载电缆的编程接口协议采用的是Lattice ISP协议或ispJTAG协议标准。ispLSI1000／E和2000系列、以及ispGDS和
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