PLD和數據通路來釋放微控制器中CPU資源

　　雖然UDB在PLD和數據通路兩個子系統都有很多特色，但廣泛的數字路由讓它們如虎添翼。信號可以在PLD和數據通路之間路由，遍及整個UDB和器件的其它地方，形成了復雜的數字系統互連(DSI)結構。

　　實例

　　本例中，用一個UDB數據通路來創建一個帶重載(reload)功能的8位數字計數器。為了實現這點，連接一個狀態條件回到控制存貯SRAM地址線，如圖5所示。

　　圖5：用UDB數據通路創建帶重載功能的計數器。

　　在這個設計中，A0是計數寄存器，D0是重載寄存器。需要兩個函數，一個用來遞減計數，一個從周期寄存器重載計數器;這些函數在控制儲存RAM里預載了。

　　邏輯如下：當A0不為0時，狀態輸出將會變低，在地址0會執行遞減操作。當A0為0時，狀態輸出將為高，在地址1會執行重載操作。

　　所有操作都發生在時鐘輸入的上升沿，可以記錄時鐘沿數量。時鐘輸入可以來自各種時鐘源。狀態輸出可以通過DSI路由，包括到DMA和中斷請求輸入。使用數據通路鏈和掩碼模塊，該計數器的大小可以是任何位數，不受限于8的倍數。

　　圖5所示為減法計數器。它可以很容易的轉換成加法計數器，可以通過使用不同的狀態輸出(A0= =D0)和控制存儲SRAM里的不同函數：A0=A0+1和A0=A0A0。異或任何值的結果永遠為0。

　　通過使用PLD這個簡單的設計可以創造更復雜的應用。以一個紅綠燈控制器為例，紅綠燈控制器周期由綠、黃、紅三種狀態構成，因此需要一個狀態機。每個狀態變化到下一個狀態之前會持續一定時間，所以必需有一個計數器。為了簡單起見，假設“綠燈”時間和“紅燈”是相同，但“黃燈”時間不同。

　　只需要使用3個數據通路寄存器(假設為8位計數值)就可以實現這個時序結構。A0為計數寄存器，D0為“綠”和“紅”狀態保持計數器重載值，D1為“黃”狀態保持計數器重載值。模塊框圖如圖6顯示。

　　圖6：采用UDB PLD和數據通路構建的紅綠燈控制器框圖

　　要保存在控制存儲RAM里的操作是：

　　A0 = A0 - 1 // 計數

　　A0 = D0 // 重載“綠”或“紅”

　　// 計數值

　　A0 = D1 //重載“黃”值

　　狀態機在PLD里實現。數據通路條件輸出反饋到PLD，以表明需要改變狀態了。PLD也有這樣的邏輯，根據當前的狀態和從數據通路反饋的信號，控制執行哪個數據通路操作和哪個燈要點亮。

　　超越基礎

　　紅綠燈控制器是一種簡單的應用類型，通常使用CPU編程。然而，我們已經看到，除了初始化代碼，這個功能可以完全和CPU沒關系而可以由智能的可配置外設完成。這個功能可以很容易地擴展以支持附加需求，例如轉換信號、行人行走信號、車輛檢測傳感器、流量/緊急事件轉發器。