系統監測和控制

　　單塊電路板上的應用監測和控制相對比較簡單。復位、中斷線路和選擇線路可以直接由微控制器或本地PLD控制。然而，在多塊電路板的系統中則需要進行集中控制，因而盡量減少連接的數量是很重要的。這可以通過使用低開銷的串行總線與PLD進行通信來實現，如圖3中所示。

　　圖3 將PLD用作一個串行IO擴展器

　　接下來就需要一個協議，定義從微控制器到外部PLD的數據流的指令和尋址機制。對于基于SPI的實現，無需太多擔心。SPI不需要數據流中的任何信息進行尋址，因為SS和SCLK信號已經根據協議提供了控制尋址。因此，用戶只需控制整個數據有效載荷的傳輸。

　　外部PLD的I2C實現稍微復雜一些。首先，在將數據傳輸到總線上之前，要對器件尋址，必須識別出這個PLD。這種差異正是選擇這兩種串行總線架構時需要考慮權衡的地方：SPI架構不需要一個指令翻譯器來尋找到特定的從器件，但比I2C結構需要更多引腳。

　　遠程故障記錄

　　考慮到外部的非易失性存儲器成本低，以及便于通過串行總線如I2C或SPI接口進行連接，將外部非易失性存儲器與PLD結合使用，可以為用戶提供極具成本效益的方式來實現系統中的遠程故障記錄管理。圖4顯示了一個典型的系統應用，不僅使用了之前重點介紹的IO擴展功能，也說明了怎樣將外部存儲器納入系統架構中使用。

　　圖4 遠程故障記錄

　　在這個架構中，PLD主要負責監測、控制和與微控制器通信。然而，它也負責執行線路上額外的監測/控制分析和故障信息記錄，通過串行總線寫入非易失性存儲器。電壓監控、看門狗定時器和PCB上的其他故障條件可以通過PLD寫入非易失性存儲器。通常情況下，檢測到故障后，系統中其他監控器的狀態，如溫度和電壓以及時間信息將被保存。

　　應當注意的是，這樣一個系統在實現時有一個重要的考慮。如果PLD是外部非易失性存儲器的主器件，那么它還需要決定串行總線的控制和尋址。這個決定對于使用SPI總線而言很容易;設計師必須實現一個從SPI器件，與微控制器進行通信，以及一個獨立的主SPI器件，可以訪問外部存儲器。

　　對于I2C總線，設計師有幾個選擇。第一種選擇是設計類似SPI那樣的設計，使用一個從器件與微控制器通信，以及一個主器件訪問外部存儲器。第二種選擇是使用PLD，同時作為主器件和從器件。這種方法的好處是，系統中只有一條串行總線，因此微控制器可以直接訪問非易失性存儲器，而無需PLD翻譯指令然后從存儲器中讀取信息。然而，由于不是在PLD中簡單地使用一個從器件，現在設計必須處理尋址和總線控制。