基于CPLD的高速存儲設(shè)計
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對于高速RAM的讀寫控制，可采用狀態(tài)機的方法實現(xiàn)。狀態(tài)機有多種分類方法。根據(jù)輸出是否與輸入信號同步，狀態(tài)機可以劃分為同步和異步狀態(tài)機。而根據(jù)輸出是否與輸入信號有關(guān)，則可分為Mealy型和Moore型狀態(tài)機。對于Mealy型狀態(tài)機，其時序邏輯輸出不僅取決于狀態(tài)，還取決于輸入。通常輸出是當(dāng)前狀態(tài)值、當(dāng)前輸出值和當(dāng)前輸入值的函數(shù)；而Moore型狀態(tài)機時序邏輯電路輸出只取決于當(dāng)前狀態(tài)，其輸出只是當(dāng)前狀態(tài)值的函數(shù)。
在單片SRAM的讀寫設(shè)計中，可采用計數(shù)器控制SRAM讀寫信號的產(chǎn)生，并設(shè)置SRAM地址計數(shù)器，同時采用狀態(tài)機來實現(xiàn)空閑、讀狀態(tài)、寫狀態(tài)等不同狀態(tài)的相互轉(zhuǎn)換。其程序仿真結(jié)果如圖4所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/195593.htm
圖4中，_RST_N為復(fù)位信號，S_ADDR為SRAM地址，S_WR_N為寫信號，低電平有效，S_DATA為SRAM數(shù)據(jù)。
有一些數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)對速度有較高要求，而對于資源要求則相對寬松一些。此時可以考慮采用兩片SRAM進行數(shù)據(jù)交替存儲。對于兩片SRAM，可以進行乒乓操作來對數(shù)據(jù)存儲區(qū)進行輪流讀寫。這種方式在EDA設(shè)計中比較常見，是控制數(shù)據(jù)流的一種方法，是以面積換取速度的典型操作。其基本思路是通過存儲器選擇單元，在數(shù)據(jù)流控制的第一個周期，將數(shù)據(jù)寫入第一塊存儲器；然后在第二個周期，將數(shù)據(jù)寫入第二塊存儲器，同時通過存儲器選擇，將第一塊存儲器的數(shù)據(jù)流讀出，送到相關(guān)處理單元，如cpu等；最后，在第三個周期，則再次切換數(shù)據(jù)讀寫，將前次的數(shù)據(jù)輸入與輸出模塊交換。數(shù)據(jù)流讀寫交替次數(shù)可以根據(jù)實際情況設(shè)定。
兩片SRAM的高速存儲系統(tǒng)程序可使用自頂向下的方法設(shè)計?？蓪⑾到y(tǒng)劃分為若干個子模塊，再將子模塊向下劃分為若干個基本單元。本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次如圖5所示。
對于低速cpu如單片機等，可以考慮采用DMA的方式進行存儲；而對于中高速cpu，則可以考慮采用總線技術(shù)及流水線方式。而且存儲器還可以采用dram、flash、FIFO、雙端口RAM甚至硬盤。在實際設(shè)計時，要綜合考慮各方面因素，從而給出最適合的方案。
5 結(jié)束語
采用CPLD作為主控制器，并結(jié)合存儲器芯片IC61LV2568―8T設(shè)計的單片及兩片乒乓操作高速存儲方案，具有設(shè)計電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，軟件較易移植，通用性強等優(yōu)點。
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