近年来，跟着人们对生活品质的寻求，每个家庭都越来越需求一个集控中心把家庭中的各种家电连接起来，并完结长途拜访、操控以及主动监测报警功用。网络技能的开展使这一主意成为了实际，但是大多数办理体系都是依据功用强壮的PC机。近几年，嵌入式技能迅猛开展，逐渐开端老练，虽然无法完结PC机那样强壮的功用，但其低成本、低功耗、体积小等优势都是PC机无法比拟的，尤其是价格要素，更是一个便于推行的亮点。因而，嵌入式产品作为操控终端也将有时机成为开展的趋势。
1、 Actel数模结合FPGA介绍
Actel公司的Fusion系列FPGA是依据ProASIC3／E的系列芯片，具有Flash架构的FPGA一切特色，如高安全性、高可靠性、单芯片、上电即行、非易失性、低功耗等；具有4 Mb的用户可用Flash、1 Kb的内部Flash、108 Kb的RAM；2个PLL最高频率可达350 MHz；支撑多种I／O电平规范，其间差分的I／0规范有LVPECL、LVDS、BLVDS、M—LVDS；具有AES、FlashLock加密技能。另
外，集成了共同的模仿部分：
◆具有分辨率高达12位、采样率高达600 ksps、30个输入通道、2．56 V内部参阅源的A／D转换器；
◆高达30个模仿的输入I／O，能够接受±12 V输入电压，并有10个MOSFET门驱动输出，驱动才能可调；
◆可完结电压、温度、电流检测；
◆片内集成100 MHz、精度为1％的RC振荡器；
◆外部可接32 kHz～20 MHz的晶振；
◆具有可编程的实时计数器（RTC）；
◆片内具有1．5 V稳压源，可供给内核电压，完结睡觉和待机的低功耗形式。
2、 完结原理及体系结构
依据Actel Fusion系列FPGA器材完结长途家电操控体系的规划
3、 体系硬件规划
3．1 MiniISA总线扩展板
MiniISA总线扩展板首要用于各种并行总线器材及I2C器材的扩展。其间包含：
82C55并行I／O扩展、LCD接口、ZLG7290串行键盘／显现器接口、PCF8563实时时钟接口、AT24C256接口等。Mi—niISA总线接口如图2所示。
3．1．1 外设地址挑选与分配
体系经过可编程逻辑阵列器材GAL16V8完结基地址的挑选与分配。MiniISA总线接口寻址空间为256字节，其间高4位（A4～A7）为板卡基地址，经过4个拨动开关进行基地址的设置；低4位为该ISA板的接口地址，A2、A3用于板上外扩芯片的地址挑选，每个外设的寻址空间为4字节。板卡基地址 base（高4位）由SA7、SA6、SA5、SA4决议，A3、A2对板卡上外设进行片选，地址分配如表1所列。
3．2．2板卡资源介绍
（1）82055并行I／O扩展
可编程并行接口82C55是一款具有2个8位（A口和B口）和2个4位（C口高／低4位） 并行I／O端口的接口芯片，接口可编程，I／O端口操控功用强。芯片接口地址如表2所列。
该规划中82C55首要用于操控打印机的输入与输出，其接口电路如图3所示。
（2）汉字微型打印机扩展
汉字微型打印机为针式打印机。如图3所示，打印机数据线与82C55的PA口相接，PA口设置为输出；忙线（BUSY）和选通线（STB）别离与PC7、 PCO相接。82C55的PC口高4位I／O口设置为输入，低4位I／O口设置为输出。
（3）串行键盘显现器操控器ZLG7290
ZLG7290是串行I2C总线的一款键盘／显现器操控器，最多能够扩展8×8键盘和64个LED。在MiniISA总线扩展板中将一切接口引出，电路如图4所示，而在本规划中只运用的4×4的键盘，用于界面操作。
（4）实时时钟芯片PCF8563
扩展PCF8563实时时钟芯片，用于获取精确时刻用于时刻的显现。PCF8563是Philips公司推出的一款工业级、内含I2C总线接口功用、具有极低功耗的多功用时钟／日历芯片。作业电流为O．25μA，选用O．1F电容供电；断电情况下，仍可正常作业10～13天。
（5）串行E2PROM AT240256
AT24C256是串行I2C总线的一款E2PROM，存储空间为32 KB，首要用于报警参数、暗码、红外代码以及相关产品信息的存储。
3．2 电话模块CR6269A
CR6269A 电话模块可完结主动电话运用所需的悉数功用：电话接口、摘机电路、振铃辨认、FSK来电号码接纳、电话信号音辨认、DTMF收发、多段数码语音、多和弦音乐和铃声、免提扩音、用户语音输入和电话语音输出、2路遥控驱动输出。一切硬件的底层操控均由模块内MCU完结，用户经过一规范RS232接口完结指令和数据通讯，功用强壮且运用十分简洁，只需接入5V电源、电话线、串口线即可运用。
3．3 网络模块ZNT一100T
ZNT一100T网络模块是周建功公司开发的一款嵌入式网络模块。它内部集成了TCP／IP协议栈、10M以太网接口，串口TTL电平方法，波特率为 300～115 200 bps，供给5个可操控I／O，可经过网页操控或TCP操控操控端口恣意设定。表3为ZNE一100T接口阐明。本规划中，运用该模块进行网络操控。
3．4 交流电检测电路
本规划，选用DVDI—001电压／电流互感器对交流电的电压、电流进行采样，然后经过精细整流电路进行整流，选用RC滤波，终究变为O～5 V电压进入FPGA的A／D丈量端。
（1）作为电压互感器运用
DVDI—001作电压互感器运用时是一种电流型电压互感器。电压采样电路如图5所示。依据电路的实际情况，将Rr的阻值选为5 kΩ，CO选为O．1μF。因为电流的感应是1：l，所以Rr选为5 kΩ；一起也要留意不要让负载超越互感器的规模。这样，就能够安全地得到所需求的幅值规模。
（2）作为电流互感器运用
DVDI—001作电流互感器运用时，用户只需在中心孔内穿1匝母线作为输入线圈。电流采样电路如图6所示。因为电流的感应比是3 000：1，所以电路中的负载是很小的，所以依据电路的实际情况将Rr的阻值选为5 kΩ，CO选为0．22μF。这样，就能够安全地得到所需求的幅值规模（0～5 V）。
3．5 温度检测
数字温度传感器DSl8B20具有与CPU接口便利、直接数字量输出等长处，可供给12位（二进制）温度读数指示器材的温度信息。经过单线接口送入 DSl8820或从DSl8B20送出，因而从主机CPU到DSl8820仅需一条线。室内温度检测选用数字温度传感器，其电路如图7所示。
4 、双核通讯
体系选用主从式架构，主核发送指令，从核呼应，共同完结对外围设备的操控和办理。其间，COREl作为主核，外扩了32 KB的SRAM，首要经过MiniISA总线与外界通讯；CORE2作为从核，经过I／O与外部通讯。COREl、CORE2在结构上是相对独立的，双核选用仿打印机协议进行通讯，二者以I／O口相接（并行数据线8位，操控线2位）。双核通讯接口如图8所示，接口引脚界说如表4所列。
体系在每一个核中，都拓荒了一个16字节的缓存，用于存储接纳到的数据。其发送格局为：
从设备地址如表5所列。
5、 软件规划
5．1 体系主程序流程
体系内部具有双核，每个内核独自履行程序。主程序流程如图9所示。
5．2 双核通讯流程
双核通讯选用读忙线发送、中止接纳的方法，增强了数据发送的可靠性，如图10所示。
6、结语
本文运用Actel公司最新Fusion系列数模结合的FPGA完结了长途家电操控，确保了多CPU环境下通讯的和谐与安稳。本文立异点：选用数模结合的 FPGA，内嵌2个8051 IP软核，主核经过扩展MiniISA总线完结数据处理和体系办理，从核直接用于参数的收集和操控，且参数收集所用的A／D转换器均为12位的片内 A／D。
