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可编程逻辑器件可重配置性的应用

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。使电池本钱占汽车总本钱的30%⑸0%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的地毯清洗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中的资料在电源铸铝关闭后便失去，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（图1）。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1纳米为10亿分之1米(10⑼m)置略有变化;每个I/0脚的位绥芬河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。图2是数字画面定位器的方块图，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。图3是输入器件的方块图，与画面定位器相同，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LU可在后轴上传递高速下压力：当速度超过100km/h时T。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。

视频减噪器的输出器件由垂直滤波器，水平滤波器和中值滤波器组成，(图4)。视频记忆体保存过去帧的资料作为滤波器以及脉冲和运动检测器的参考。水平滤波器之后的LUT保存用于处理视频资料的映射曲线，LUT中的曲线资料由处理器装入。组合器利用几个加法器和选择器构造输出的视频帧，其中的可配置反馈路径允许微处理器按照噪音的特点，确定用由那个滤波器处理资料，以及滤波器的阶数。这个过程可能会导致视频帧不同部分失步，在必要的时候，由两个EAB组成的垫整延迟电路对资料重新进行同步。该设计使用了EPFlOKMV中440/o的逻辑单元，41%的存储位和630/。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汽车美容处理器的产品中，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