(视频)单线聚合(SWA)解决方案

Latticesemi 2020-09-25

01

为什么要用单线聚合?

系统设计挑战——连接器是对系统稳定性影响最大的组件。它们还在PCB和系统中占据了宝贵的空间,在使用铰链(如笔记本电脑)的应用中尤其需要注意。单线聚合有助于减少连接器和布线数量,同时提升稳定性。

PCB设计的挑战——在很多系统中,处理器使用I2C、GPIO、I2S和UART等多个接口收集来自周边设备和传感器的数据。在一些系统中PCB基板面十分关键,设计人员希望使用更小的PCB组合在一起,从而实现简洁的工业设计。因此在拥塞的PCB和连接器上传输信号面临诸多挑战。

灵活可靠的方案——FPGA之间的单线通信速率约为7.5 Mbps。该设计也是可自行配置,还可以调整I2C/I2S总线和GPIO数量以及单线协议数据包的长度。FPGA之间的单线协议非常可靠,具备错误检测和重试功能。

FPGA设计的挑战——FPGA是一种神奇的器件。只需具备一些硬件描述语言(HDL)方面的技能,您就可以利用这些器件来实现几乎所有的数字化工作:视频多路复用总线接口马达控制等。但是,如果您的团队不具备这些技能,可能就会陷入困境。对于单线聚合,我们为您提供适用于各类常见配置的FPGA位流。

如果您的团队拥有HDL方面的技能,并且希望对我们的单线聚合参考设计进行自定义,我们也将提供源代码。


02

莱迪思单线聚合的特性

  • 无需FPGA工具使用经验

  • 最多聚合7个信道

  • 单线上的原始数据速率约为7.5 Mbps或更高

  • 数据包长度可变,可有效利用单线带宽

  • 接收端出现奇偶校检错误时可重新进行传输

  • 支持I2C的Fast-mode (400 kbps)和Fast-mode Plus

  • I2S支持单个立体声通道、48K hz采样速率、高达32位采样以及双向支持


03

5种常用配置


配置#1 (I2Sx2_I2CSx1_I2CMx1_GPIOx8)

  • 两个定向I2S通道(32位数据宽度、36 kHz音频采样)

  • 一个I2C控制器到外设通道

  • 一个I2C外设到控制器通道

  • 6位双向GPIO通道

  • 2位双向GPIO通道

配置#2 (I2CMx6_GPIOx6)

  • 六个I2C控制器到外设通道(400kHZ SCL时钟频率)

  • 6位双向GPIO通道

配置#3 (I2CMx1_GPIOx12)

  • 一个I2C控制器到外设通道(1MHz SCL时钟频率)

  • 12位双向GPIO通道

配置#4 (I2CMx3_I2CSx2_GPIOx15)

  • 三个I2C控制器到外设通道

  • 两个I2C外设到控制器通道

  • 15位控制器到外设GPIO通道

配置#5 (I2Sx1_I2CMx1_I2CSx1_GPIOx8)

  • 1个定向I2S通道(32位数据宽度、最高48 kHz音频采样)

  • 一个I2C控制器到外设通道

  • 一个I2C外设到控制器通道

  • 6位双向GPIO通道

  • 2位双向GPIO通道

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