PDF《利用 MAX II CPLD 的自动停止 和启动功能实现 LED 闪断》

Altera 公司

1 AN-498-1.

0 应用笔记

498 利用 MAX II CPLD 的自动停止 和启动功能实现 LED 闪断 引言 供电元件关断和接通 ( 也称为闪断 ) 功能需要很少的系统干预,是非常有 用的节电技术. Altera? MAX? II CPLD 支持简洁的上电排序,提供专用 功能,非常适合实现这类技术.本应用笔记讨论利用 MAX II CPLD 的自 动停止和启动功能来实现 LED 闪断的一些简单方法. 利用自动停止 和启动功能来 降低功耗 很多消费类和工业应用系统并不需要 CPLD 一直保持上电.在系统中, CPLD 最好能够周期性地上电,大部分时间保持关断状态,只在需要时上 电. MAX II CPLD 可承受任意的上电顺序,而且具有业界最短的上电时 间(EPM240 一般为

200 ?s,取决于设计中的逻辑密度 ). 这些因素使得 MAX II CPLD 成为实现这类系统非常合适的目标器件.当 任务完成后, CPLD 关断,在下一次任务时再次接通.自关断由 CPLD 自己产生,而自动启动由外部电路产生,例如一个简单的 RC 电路,由该 电路提供所需要的时延.整个方案都有助于降低功耗,特别是在电池供电 的系统中,这类系统需要实现周期性的功能 ( 例如无线遥测系统中的参数 采样等 ),而CPLD 在没有任务的空闲期间可以关断. CPLD 产生两类信号,关断及其附属信号,通过触发外部电路来关断 CPLD 的LDO 供电电路,导致自关断.CPLD 关断后,在外部 RC 电路设 置的时延时间之后,外部电路再次对它上电.上电时, LED 点亮, CPLD 关断后, LED 熄灭. 图1所示为采用 MAX II CPLD 来实现的关断电 路.

2007 年12 月, 1.0 版Altera 公司

2 应用笔记 498:利用 MAX II CPLD 的自动停止和启动功能实现 LED 闪断 图1. 利用 MAX II CPLD 实现关断电路 图2所示为图

1 中的外部电路. 图2. MAX II CPLD 关断电路的外部电路 MAX II CPLD 外部电路 power_dwn n power_dwn n_inv 电源 LDO电压稳压器 CPLD的VCCINT 低电平有效关断 R2 1M power_dwn D1 D2 Vcc R1 100K C 47uF D3 R3 10K power_dwn_inv Altera 公司

3 应用笔记 498:利用 MAX II CPLD 的自动停止和启动功能实现 LED 闪断 这一节讨论 MAX II CPLD 的自动关断和自动上电功能. LED 指示 CPLD 的供电.当CPLD 接通时, power_dwn 信号变为低电平 (power_dwn_inv为高电平). LDO的关断引脚无效(低电平有效), LDO ( 图2所示 ) 继续保持接通.电容 C 保持其放电状态. 当CPLD 关断时, power_dwn 信号变为高电平 (power_dwn_inv 变为 低电平 ).这导致 LDO 关断,从而关掉 CPLD. CPLD 的I/O 引脚进入 三态,释放电容下拉.电容开始充电,时间常数为 R1*C.电容一直充 电,直到其上电压值达到 LDO 关断引脚上的阈值 ( 可以通过二极管 D1 和D2 上的电压来提高这一阈值 ).达到阈值后, LDO 打开, CPLD 随 之接通.不断重复这一周期. 可以采用 EPM240G 或者其他 MAX II CPLD 以及简单的外部 RC 电路和 能够关断的电源来实现本应用笔记.实现过程包括利用实例的源代码,为MAX II CPLD 的通用 I/O (GPIO) 及其支持电路分配合适的信号和控制线 等.演示板 MDN-B2 内置了这种支持电路.演示板上的 LED 用于指示 MAX II CPLD 的供电状态.在演示板上,CPLD 内核电源串联了一个 1-? 电阻,测量该电阻上的电压简化了对电源的测量. 下面详细介绍怎样在 MDN-B2 演示板上实现本设计实例.表1列出了实 例的 EPM240G 引脚分配.

1 编译前,在Quartus II 软件的 device and pin 选项设置中,把未 使用的引脚分配为 input-tristated. 设计说明 按照以下步骤在 MDN-B2 演示板上演示该设计: 1. 打开演示板电源 ( 使用滑动开关 SW1). 表1. MDN-B2 演示板设计实现 EPM240G 引脚分配 信号 引脚 power_on_led