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(多图) 用CPLD支持多个SD器件

Xilinx公司 Mark Ng : EDN China?? 2008年09月17日 ?? 收藏0

  设计验证

  1 仿真结果

  对于此电路,用ModelSim进行了广泛的功能和时序仿真,测试激励已经包括在VHDL 下载中。图5所示为部分仿真结果。

  在图5的第一部分中,“选择”信号输入保持为低。白色虚线指示“弱1”状态,换言之就是表示上拉状态。在第一个事务中,主机器件尝试向SD1传送数据,SD1随即响应。紧接着,SD1器件尝试向主机器件传送数据,主机器件随即响应。当“选择”信号输入置为低时,会发生类似事件。主机器件向SD2器件传送数据,然后SD2器件向主机器件传送数据。

 仿真结果

图5 仿真结果

  2 硬件结果

  Xilinx制作了一块SD多路复用器演示板,并用该电路板验证了此双向多路复用设计。图 6 所示为该演示板,在中间位置有一个CoolRunner-II XC2C32A CPLD。沿该板的上边缘是两个SD卡插槽。该板的最下部分是依照SD卡的实际尺寸设计的。图7所示为插在USB SD卡读卡器中的演示板。无论是第一张卡还是第二张卡,XC2C32A都能使PC与之完美地通信。

Xilinx SD多路复用器演示板

图6 Xilinx SD多路复用器演示板

插在USB SD卡读卡器中的Xilinx演示板

  图7 插在USB SD卡读卡器中的Xilinx演示板

  器件资源占用率

  表 1 列出了各种实现的器件资源占用率统计数据。如SDA规范中所述,SD卡有三种定义的信令模式,即SPI模式、1位数据传输模式和4位数据传输模式。此设计可轻松地适用于任意一种选定模式。该设计还允许使用任意数量的 SD 扩展端口,默认的VHDL代码设置为两个端口。

各种实现的器件资源占用率统计数据

  电压和电流考虑事项

  SDA规范对SD卡规定了严格的电压和电流要求。可编程逻辑器件功耗极低并且具有 I/O分组等功能,因此非常适合这种应用。I/O可以配置成? 1.5V、1.8V、2.5V或3.3V,因此可以连接任何SD器件。CPLD还包含I/O组,因而具有在处理器与SD卡之间进行电压转换的功能。

  现有复杂可编程逻辑器件的极低功耗特性使待机工作电流低达 15μA。在系统中增加一个低功耗CPLD对电流预算影响甚微。

  结论

  随着SD器件的推广,将越来越需要用主机控制器支持多个SD器件。本文针对这一问题提供了一种经过验证的解决方案。此解决方案让设计人员能够灵活地选择在一个系统中实现两个或更多SD器件。


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CPLD? SD器件? SDA规范? 多路复用器?

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