AG1F1是雅格羅技公司推出的一款針對嵌入式應用的現場可編程微控制器。AG1F1內嵌了高性能8051微控制器硬核，包含1K可編程邏輯單元（logic cells），而且擁有穩定的存儲器模塊和鎖相環時鐘控制模塊。通過雅格羅技的可編程SoC設計平臺，可以有效地提升嵌入式系統設計的性能，降低成本。本文描述了如何基于AG1F1，完成微型熱敏打印機控制系統的設計。通過利用1K可編程邏輯單元，有效減少了處理器的負荷，提高了系統性能。
AG1F1主要的內部資源：
- 增強型8051，兼容標準51指令，開發方便，包含128K數據RAM，32K程序RAM
- 1K可編程邏輯單元，可以根據需要，靈活設計成各種功能
- 1 PLL 單元，可實現倍頻，分頻，相移
- 4塊可配置9K bit 雙端口RAM
如圖1 所示，典型的微型打印控制系統數據處理流程如下：來自并口/串口/USB的打印控制命令和數據進入輸入緩沖區，處理器對分析這些命令和數據，并從字庫中取出字符相應的點陣數據，這些點陣圖像數據按行/頁送入打印緩沖，再按串行模式送至打印頭。
除此之外，還需要控制的對象包括走紙電機，切紙電機，和紙張位置傳感器等。
針對微型打印機的控制需求，以AG1F1器件為主控芯片，設計了打印驅動板，主要包含的硬件資源是：
- M25P40, 4Mbit 串行flash, 用作字庫存儲
- HY62U8100B, 128Kx8bit CMOS SRAM，用作片外打印頁緩沖
- Parallel port
- Serial port (RS-232)
- Feed motor & autocutter motor 驅動電路
- 狀態指示和配置開關
充分利用1K可編程邏輯單元帶來的靈活性，系統硬件設計框圖如圖２。
所有的硬件模塊影射到8051的外部存儲空間，主要包括了控制寄存器，SRAM DMA, SPI接口，內部打印緩沖（使用片內雙端口RAM），打印頭控制等功能模塊。
各個模塊完成的主要功能：
- 控制寄存器：
- 8051通過控制寄存器，控制和監視其它所有模塊。
- SPI接口：
- SPI接口控制，用于串行flash的讀寫
- SRAM DMA：
- 該模塊自動從外部SRAM的打印緩沖搬運數據到內部存儲器
- 內部打印緩沖：
- 設計成PING-PONG操作，打印頭控制模塊讀取打印數據的同時，SRAM DMA可繼續搬運數據。
- 打印頭控制模塊：
- 控制串行數據向打印頭的傳輸。
通過這些擴充的功能模塊，大大減小了處理器的運算負擔，可以用8位的處理器完成32位處理器才能完成的任務，而且沒有系統性能的損失，這也正是現場可編程微控制器的優勢所在。 |
