基于CPLD內部的反向器實現振蕩器應用

　　振蕩器實現

　　利用CPLD內部的施密特觸發器使輸入波形得到校正，再加上反向器反向和外部RC實現振蕩器，只需要在使用CPLD的任意兩個I/O PIN引腳(當然從CPLD內部原理來看最好是使用相鄰的兩個PIN引腳，會減小CPLD內部資源的占用)。其中一個PIN 引腳串入電阻，外接一個對地電容，當內部的A點為高電平時，PIN1會通過R1對C1充電，由于電容的電壓不可越變，電壓是對電流的積分，所以電壓會逐漸上升，當電平上升至0.5 × VCCIO，CPLD施密特觸發器才認為是高電平，再經過內部的反向器會反向，所以A 點會變成低電平，這時C1 會通過R1逐漸放電，當放電電平低于0.5 x VCCIO時，反向器反向A點又變回高電平，這樣反復的振蕩就構成了一個穩定的振蕩器時鐘源(見表1)。

　　CPLD實現代碼

　　本設計使用VHDL語言，選用XILINX 公司的COOLRUNNER-II系列的CPLD器件,　基于0.18nm CMOS CPLD, 3.8ns PIN-to-PIN延時，快速JTAG下載，2個bank，具體實現見代碼列表。

　　振蕩器應用

　　上述代碼通過XILINX的編譯綜合器后，會產生一個可下載檔案，此檔案可以通過JTAG直接下載到芯片中使用，由于代碼示例的為一個實時振蕩器，也就是只有芯片上電，振蕩器部分會一直工作，對于用于電源管理的嵌入式產品設計，由于一直振蕩帶來額外的電功耗損耗，功耗的損耗和振蕩的頻率是相關的，當頻率越高時，功耗越大。所以，設計還可以再被優化使用。比如，當符合什么條件時振蕩器才開始振蕩，或者達到什么條件時振蕩器停止振蕩，這樣靈活的優化設計會給產品帶來更多的附加價值，延長電池的使用壽命。

　　振蕩器的振蕩頻率是通過外部引腳的電阻和電容來調整的，當電阻越小，電容越小時，振蕩的頻率就很高。當電阻很大時，電容也變大，振蕩的頻率就會變低。振蕩器的精度取決于外面電阻和電容的精度，電阻的精度以現在工藝可以做到1%的正負誤差，電容可以選擇5%的正負誤差，高精度的電阻和電容會帶來比較精準的振蕩頻率。