LPC804与LPC55XX中的可编程逻辑单元PLU介绍及实例分析

rongxiangjun · 发表于 2021-6-30 15:28:34

本帖最后由 rongxiangjun 于 2021-6-30 16:23 编辑

在进行MCU开发时，有时需要用到一些简单的数字逻辑电路，LPC804与LPC55XX系列集成了PLU（Programmable Logic Unit），即可编程逻辑单元，可创建小型组合与时序逻辑电路，降低成本。有些客户在使用PLU时，对PLU的概念以及使用方法有些许疑问，本文对此进行讲解。

1. PLU简介

LPC804与LPC55XX的PLU在使用上是完全相同的。包含了6个输入、8个输出、26个5输入查找表（LUT）、4个触发器（state Flip-Flops），其中26个PLU是相互连接的，输出与查找表、触发器之间采用多路复用，如下：

1

数字逻辑电路分为组合逻辑电路与时序逻辑电路，只有时序逻辑电路需要使用触发器。当使用触发器时，需要外部向PLU_CLKIN提供时钟输入，即使用组合逻辑电路无需外部提供时钟，使用时序逻辑电路时需要外部时钟。如下：

2

2. PLU配置

测试最简单的组合逻辑电路与时序逻辑电路，如下：

3

根据LPC55S69-EVK引出的引脚，如下：

4

配置引脚，如下：

5

配置时钟，PLU的CLKIN时钟设置为10K输入，如下：

6

7

配置PLU外设，如下：

8

配置PWM外设，设置PWM为50%占空比，10K频率，如下：

9

3. PLU Configuration tool 配置

NXP开发了PLU Configuration tool，此工具可以根据数字逻辑电路生成对应代码，去配置PLU及其真值表，下载链接可以在PLU外设配置界面复制，链接如下：

https://www.nxp.com/mcu-plu-config-tool

3.1 原理图配置

打开PLU配置工具，选择原理图设计，做一个简单的或运算与D触发器实验，如下：

10

点击菜单栏File->Export->PLU source file将其导出为C文件，将C文件的内容复制到main函数中，如下：

/* LUT0 (or01) */

PLU->LUT[0].INP_MUX[0] = 0x00000003; /* IN3 (IN3) */

PLU->LUT[0].INP_MUX[1] = 0x00000004; /* IN4 (IN4) */

PLU->LUT[0].INP_MUX[2] = 0x0000003F; /* default */

PLU->LUT[0].INP_MUX[3] = 0x0000003F; /* default */

PLU->LUT[0].INP_MUX[4] = 0x0000003F; /* default */

PLU->LUT_TRUTH[0] = 0xeeeeeeee; /* or01 (or01) STD 2 INPUT OR */

PLU->OUTPUT_MUX[5] = 0x0000001a; /* FF0 (FF01) -> OUT5 */

逻辑分析仪检测结果如下：

11

3.2 Verilog配置

打开PLU配置工具，选择导入verilog文件，将写好的.v文件导入，做一个简单的与运算实验，如下：

12

注意只有在verilog文件中声明posedge clock才会使用到触发器，而且不能使用negedge sys_rst_n用来复位。always语句中的posedge clock将由CLKIN引脚的时钟输入代替，所以clock引脚是不起作用的。将生成的代码复制到main函数中，用逻辑分析仪测试的结果如下：

13

参考官方AN，如下：

https://www.nxp.com.cn/docs/en/application-note/AN13101.pdf

plu示例代码：

LPC55S69_Project_plu.zip (660.27 KB, 下载次数: 28)