ZHCAEK8 October 2024 TPLD1201 , TPLD1202 , TPLD801
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应用说明
延迟信号是许多模拟和逻辑系统中的一项重要功能，TI 可编程逻辑器件 (TPLD) 提供了多个块，这些块既可延迟器件内部生成的信号，也可延迟来自外部源的信号。虽然在许多简单的延迟应用中可以使用任何块，但是每个块的运行方式不同。了解这些块的差异可帮助设计人员优化系统。本文档将介绍 TPLD1201、TPLD1202 和 TPLD801 中的延迟块、如何在 InterConnect Studio (ICS) 中配置每个块以及每个延迟块的特定应用。
延迟块
基本延迟块接受一个输入信号，然后将该信号延迟多个时钟脉冲（其数量可使用“Control Data”设置进行配置，范围为 1 至 255）。
图 1 ICS 中的延迟块可以使用器件的内部振荡器、经过分频器修改的内部振荡器信号或外部时钟信号来设置时钟。
图 2 分频器设计人员还可以使用“Delay Mode”设置来选择要延迟的边沿。任何未被设置为延迟处理的边沿在被检测到时会直接通过，如图 3 所示，信号设置为仅上升沿延迟。
图 3 仅上升沿延迟 ICS 仿真延迟块用途广泛，可用于生成长延迟（通过使用低频时钟源设置高控制数据）。图 4 所示的电压监测器设计中展示了这一用途。在该设计中，延迟块设置了一个限制，等于模拟比较器发送高电平信号时可以发送的脉冲长度的延迟。该延迟设置为使用控制数据为 125 的 25kHz 计数器，总延迟为 5ms。
图 4 ICS 中的电压监测器管道延迟块和移位寄存器块
管道延迟块和移位寄存器块充当一系列触发器，允许用户设置序列中的触发器数量。管道延迟块和移位寄存器块均允许串联设置多达 8 个触发器。
图 5 管道延迟块管道延迟块与移位寄存器块之间的主要区别在于，管道延迟块允许触发器序列有两个输出，而移位寄存器块只允许一个输出。不过，移位寄存器块支持对触发器进行额外控制，具有设置或复位功能，并可控制触发器初始状态。
图 6 移位寄存器块当对输入进行采样或每当需要移位寄存器时，管道延迟块和移位寄存器块非常有用。在本例中，移位寄存器用于对输入 PWM 信号进行采样，当发送复位信号时，会将采样的信号作为输出发送。
图 7 ICS 中的 PWM 采样器可编程滤波器块
可编程滤波器块通常用作边沿检测器。但是，可编程滤波器块具有延迟模式，可在 ICS 中选择该模式。
图 8 ICS 中的可编程滤波器在延迟模式下，可编程滤波器块将输入信号延迟选定的延迟时间，从而滤除过程中任何短于延迟时间的信号。与其他由时钟信号控制的延迟块不同，可编程滤波器具有一系列不受振荡器控制的预配置延迟时间。
图 9 可编程滤波器延迟时间这使设计人员能够设置一个比振荡器控制的延迟更小的延迟。该延迟也可能比振荡器控制的延迟块更稳定。在本例中，该块用于将信号延迟 125ns，并加上信号通过器件传播引起的额外延迟。在 TPLD1201 上，当常规延迟块以最大振荡器速度运行时，可能的最小延迟为 500ns。
图 10 可编程滤波器 ICS 仿真结论
延迟信号是信号处理的基本功能，可通过多种不同的方法实现，每种方法都以不同方式进行优化。TPLD 将多种不同的信号延迟方法集成到单个器件中，让设计人员能够在不增加 BOM 或电路板尺寸的情况下，更加灵活地进行设计。