基于CPLD的Flash读取控制的设计与实现

CPLD（复杂可编程逻辑设备）是一种可以通过编程来实现各种逻辑功能的半导体器件。在本设计中，CPLD被用来实现Flash存储器的读取控制逻辑。Flash是一种非易失性存储技术，常用于便携式电子产品中保存数据。在进行Flash读取操作时，需要有一个控制逻辑来管理数据的传输过程。CPLD芯片 XC95288xl-7TQ144I由Xilinx公司生产，它具备低电压、高效的特点，并广泛应用于通信和计算机系统中。这个CPLD芯片含有16个宏单元，18个功能块，并提供6400个可用的门电路，其传播延时为6纳秒。 为了解决数据宽度不匹配的问题，项目中选择了Intel公司的256-Mbit StrataFlash系列的J3型Flash。这种Flash的数据宽度支持8位或16位。在本项目中，Flash的输出是16位，而FPGA需要的是32位数据。为了解决这个问题，可以采用两种方法：第一种方法是使用两块相同型号的Flash芯片，把它们的输出分别接入FPGA的高16位和低16位接口；第二种方法是降低读取速度，连续两次从一块Flash中读取数据，然后将这两次读取的16位数据拼接成32位数据后送入FPGA接口。由于成本和复杂度的考虑，项目中选择了第二种方法。 为了实现控制逻辑，本文使用了VHDL（VHSIC Hardware Description Language，超高速集成电路硬件描述语言）进行编程。VHDL是一种用于描述数字和混合信号系统如集成电路和电路板的硬件描述语言。通过VHDL编程，可以在CPLD内部实现一个Flash读取控制模块。本文描述了实现这一模块的过程，并提供了时序仿真波形来验证设计的正确性。时序仿真波形能够帮助开发者理解系统的行为，并在硬件实际生产前发现并修正设计中的错误。 由于使用了VHDL编程，该设计在实施后具有一定的灵活性，可以在经过一些必要的改进后支持多种数据输出宽度。这种灵活性使得它能够适应各种不同的应用需求，并能够用在较为复杂的嵌入式系统中。 此外，本文还提到了基于本设计的开发板制作交流。开发板是电子工程师用于测试和验证设计的平台。在开发板上集成了诸如FPGA、CPLD和Flash等核心电子元件，提供了电子技术交流和学习的硬件环境。通过开发板，工程师可以快速搭建原型系统，进行软件和硬件的协同调试。在电子技术的学习和实践中，开发板通常扮演着非常重要的角色。 关键词中提到的“多种数据输出宽度”指的是一块芯片或设备能够支持多种数据传输格式的宽度。例如，从16位到32位，甚至更高。这种特性使得设备能够适应更多种类的接口标准和数据交换需求，提供了更大的应用灵活性。这一特性在设计通用型的电子设备时尤为重要，因为它能够减少硬件设计上的限制，扩大设备的适用范围。