MCU里的可配置逻辑模块你会用吗？_新浪科技

概述

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在现代电子设计中，灵活性和高效性是关键。微控制器如配备了可配置逻辑模块 (CLB) ，可以满足了对片上数字逻辑的需求，无需使用外部逻辑芯片。这种高度灵活的逻辑单元，能够在不增加额外硬件的情况下，实现复杂的逻辑功能, 从而节省BOM成本和PCB空间。

这一集，Microchip的专家会为我们详细分享可配置逻辑模块（CLB）如何在微控制器上实现比以往更大规模的硬件数字逻辑设计成为可能，并且它还能够在睡眠模式下运行，从而以极低的功耗进行复杂的处理。

嘉宾介绍

吴涛 Tao Wu

MCU8产品部应用工程师

现于Microchip Technology Inc.（微芯科技公司）上海分公司任应用工程师。他于2022年加入Microchip，在嵌入式行业有着2年的工作经验。吴涛在嵌入式产品方面，有着丰富的研发及应用经验。他目前在Microchip负责8位单片机产品的应用。吴涛于2019年毕业于谢菲尔德大学，获得电子电气工程学士学位和计算机科学硕士学位。

什么是可配置逻辑模块？

可配置逻辑模块（CLB）是一种嵌入式逻辑单元，集成在微控制器或FPGA（现场可编程门阵列）中。它允许设计者通过软件配置，实现特定的逻辑功能，而无需额外的硬件电路。这种灵活性使得CLB在各种应用中都能发挥重要作用，从简单的逻辑控制到复杂的信号处理。

CLB的主要特点

灵活性：CLB可以通过软件进行配置，适应不同的应用需求。设计者可以根据具体的项目需求，快速调整逻辑功能。

高效性：由于CLB集成在微控制器或FPGA中，减少了外部硬件的需求，从而降低了系统的复杂性和成本。

可重配置性：CLB可以在运行时进行重新配置，使得系统能够动态适应不同的工作模式和条件。

低功耗：CLB的设计注重功耗优化，适用于对能耗敏感的应用场景。

CLB的应用领域

工业自动化：在工业控制系统中，CLB可以用于实现复杂的逻辑控制和信号处理，提高系统的响应速度和可靠性。

消费电子：在智能家居设备和可穿戴设备中，CLB可以实现灵活的逻辑控制，提升用户体验。

汽车电子：在汽车电子系统中，CLB可以用于实现实时信号处理和控制，提高车辆的安全性和性能。

通信系统：在通信设备中，CLB可以用于实现高速数据处理和传输，提高通信效率。

CLB的核心是32个互连的基本逻辑单元（BLEs）。每个BLE是一个4输入查找表，也称为LUTs，可以配置模拟各种逻辑门。输入和输出可以连接到

的其余部分。CLB还具有3位硬件计数器和边缘检测能力。

CLB外设包括16个输入源，将CLB连接到外部信号，并提供32个CLBSWIN信号与CPU交互。CLBSWIN信号是不同信号路由进入CLB进行处理的路径，并提供灵活性以根据应用程序的特定需求配置逻辑块。此外，所有配置值都由原理图合成器设置。

CLB可以包含多达32个基本逻辑单元，包括：

AND/OR/NAND/NOR门
缓冲器/反向缓冲器
D触发器
JK触发器
多路复用器
4输入查找表（LUT）

可配置逻辑模块能实现的功能

应用机会及用例探究

具有冗余配置的系统
具有安全预防措施的系统
空间敏感型应用
取代分立式逻辑芯片, CPLD, 低端FPGA, 应用中组合使用的MCU + CPLD/FPGA

CLB合成器

CLB合成器是一个用于配置CLB的集成工具。与其设置50多个寄存器，不如通过图形化设计或编写Verilog代码，该工具会将其转换为CLB可以读取的配置。在运行时，CLB比特流使用CRC模块加载，以防止意外的配置更改。该工具集成在Microchip Code Configurator中，也可以作为独立工具在 logic.microchip.com/clb 上使用。