Smart IO模块的应用 实现管脚电平数字逻辑的实现

在系统集成和电路板设计过程中，工程师常常需要根据输入输出信号实现管脚电平数字逻辑功能。使用外置独立逻辑元件通常会造成物料成本增加，因而不适合低成本系统。此外，微控制器需要具备高效的功率，才能实现电池驱动设备的长时间工作。这些问题在芯片设计层面就可以得到解决，方法是将可编程逻辑模块添加到输入输出端口，以集成与输入输出相关的板级胶合逻辑功能，并减少微控制器的一些信号处理任务，降低设备功耗。 我们提供了LED控制等应用示例，以展示逻辑门在减少物料成本和设备功耗方面所起的作用。

图 1 MCU + 离散逻辑芯片

随着电池供电设备的快速增长，功耗已成为系统工程师关心的重要问题。每节省一点电能都将延长电池一次充电的使用时间。因此，系统工程师尝试在硬件上完成一些简单的I/O信号处理任务来降低CPU负载——CPU是系统的主要耗电部件。例如，将两个脉宽调制（PWM）信号输入到异或门，，输出信号即可实现呼吸灯。两个PWM信号拥有微小的频率差，频率差产生的拍频就是呼吸灯期望的呼吸频率。在这个方案中，如果固件中实现了运行逻辑，CPU将无需定时启动。

图2 8个呼吸灯的硬件实现