from Altera Corporation
Altera 新的零功耗 MAX® IIZ 是业界已发售的功耗最低的CPLD。MAX IIZ 演示板展示了 EPM240Z 器件的低功耗性能,重点演示了 CPLD 最常见的应用。请联系您当地的 Altera® 销售代表,申请 MAX IIZ 演示板。
CPLD 的价值
CPLD提供了低成本、低风险的快捷方法来定制实现ASSP芯片组。设计工程师可以利用它来开发有特色的新产品。您可以使用CPLD来开发新功能或者增强现有的功能。CPLD实现的常见功能有:
- 电平转换
- I/O 扩展
- 外设替换
- 闪存接口
- 中断处理
- 上电排序
- 电池电量测量
- 触摸屏解码器等
功耗测量设计实例
演示板 CD-ROM 中提供了一个功耗测量设计实例。利用电路板和设计实例,您可以测量工作在 4 种系统模式下的 CPLD 功耗。表 1 说明了这些常见系统模式的系统和 CPLD 状态。实现的功能设计是“时钟”,显示日期时间。
| 表 1. MAX IIZ 演示板 — 电源设计实例,系统模式 | ||||||||
| 系统模式说明 | 设计案例 |
系统状态 |
CPLD 状态 |
|||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
电源模式 |
I/O 开关 |
I/O 触发率 |
器件接通/关断 |
振荡器输入 |
I/O 驱动 |
功耗 |
||
时钟显示“开” |
高速工作 |
动态 |
是 |
任意 |
接通 |
接通 (1) |
是 |
大部分动态,部分静态 |
时钟显示“开” |
低速工作 |
动态 |
是 |
任意 |
接通 |
接通 (2) |
是 |
动态和静态 |
时钟显示“开” |
待机 |
待机 |
否 |
N/A |
接通 |
关断 |
否 |
静态 (ICCSTANDBY) |
关断 |
关断 |
关断 |
任意 |
N/A |
关断 |
任意 |
否 |
泄漏 (IDK) |
- 和插入到电路板振荡器插槽中振荡器相关的任意用户指定值。
- 32 kHz ,由板上振荡器提供。
MAX IIZ 演示板有三种功耗测量选项。您可以利用便携式万用表来测量电源参数:
- MAX IIZ 器件,仅内核 (演示板在平均 ~20-µA standby ICC )
- MAX IIZ 器件,第 1 I/O 块
- MAX IIZ 器件,第 2 I/O 块
设计工程师一般认为高性能是指系统时钟为 20 MHz 甚至更快。和竞争 CPLD 相比, MAX IIZ CPLD 的动态功耗低 50 %以上。动态功耗取决于系统时钟,因此,使用 MAX IIZ CPLD 可以在高性能应用中实现极低的功耗。低性能被定义为小于 10 MHz ,一般是在 kHz 范围内。
降低系统功耗最好的一种方法是有选择地关断那些没有工作的元件。 MAX IIZ 器件是唯一具有内部振荡器的 CPLD,能够自动关断器件。对于“时钟”设计实例,内部振荡器构成了容性按键功能 ( 即,设置显示屏上的小时 / 分钟数字,或者复位显示屏 ) 。
- 关于自动关断/接通功能的详细信息,请参考 AN491:采用 MAX II CPLD 设计实例自动启动 (PDF)。
- 关于实现容性按键的详细信息,请联系您当地的Altera销售代表。
另一相关主题是使用CPLD作为低功耗协处理器。这一网播介绍了怎样在您的设计中加入CPLD,把简单的系统任务从高功耗嵌入式处理器或者ASSP卸载到低功耗MAX IIZ CPLD中,有效地降低系统总功耗。
电路板详细组成
- MAX IIZ 器件, EPM240ZM100C7N
- 用户接口
- 4 个数字 7 段 LCD
- 8 个双色 LED
- 6 个容性按钮
- 时钟
- 外部 32.768-kHz 振荡器
- 连接器
- 2 x 5 公头 0.1” 间距插头
- 2 x 5 母头 0.1” 间距插头
- 电源
- 钮扣电池或者两节 AAA 电池
- 电压不足保护
- 可调 I/O 电压
- CPLD 配置
- 通过板上 JTAG 插头 ( 需要下载电缆 )
- 下载电路板示意图, BOM 和Quartus文件 (通过 FTP)
- 联系本地Altera FAE获取更多电路板文件
图1. MAX IIZ演示板

- 按下 PWR_PB 按键,并按住 5 秒钟,使电路板上电,使能设计实例
- 按下并一直按住 PB4 按键,改变显示时间。按键 PB1 和 PB2 增大/减小小时数字,而按键 PB2 和 PB6 增大/减小分钟数字
- 按下按键 PB5,将时钟复位为12:00
相关链接
- 网播 – “在便携式应用中,使用CPLD协处理器把功耗降低100倍”
- AN 498:使用 MAX II CPLD的自动停止和自动启动功能来闪烁 LED 设计实例 (PDF)
- MAX II 器件 手册
- MAX IIZ 早期功耗估算器 ( 下载这一免费的 MS Excel 工具 )
- 下载 Quartus® II 设计软件 ( 订购版或者免费的网络版 )
- Altera 销售联系信息
