【应用】智多晶FPGA应用于工业控制系统实现光纤通信，逻辑单元可达25K、用户IO数量242个

时间： 2020-07-07 来源：世强

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在工业控制系统中，一个中央处理单元需要同时控制多个执行机构，并且执行机构通常工作电压都比较高，而中央处理单元工作电压都比较低。为了保护中央处理单元不被高压烧毁芯片，中央处理单元和执行机构间需要做隔离通信，最常见的隔离通信方式是通过光纤连接，由中央处理单元把电信号转为光信号，执行机构再把光信号转为电信号，通过这样的处理便可以隔离高电压的风险。智多晶作为国产FPGA的成员继承了国产低成本的基因，逻辑单元可达25K，用户IO数量242个，在工业控制系统中可轻松满足一个主机控制多个执行单元的需求。IO口电平支持TTL/LVDS，速率最高可达840Mbps，搭配光模块轻松实现光纤通信。

图1 系统框图

系统框图如图1所示，其中智多晶FPGA可通过LVDS电平标准的IO与光模块(SFP)做数据交互，可通过TTL电平标准的IO模拟IIC/SPI时序控制光模块(SFP)，光模块再将电信号转为光信号在信道中传输。中央处理单元和执行机构的收发结构类似，智多晶FPGA在系统中可以作为主控，也可以只是协处理器。例如在变频器应用中，执行机构端的FPGA可以完成通信和运行算法控制电机。FPGA作为硬件芯片，可以同时进行通信和闭环控制电机两个任务，提升系统实时性。

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