如今家電應用朝著智能化、網絡化方向發(fā)展，其特點是為滿足消費者不斷增長的需求。廠商在制造家用電器時越來越多地采用了半導體技術，例如冰箱、微波爐、洗衣機、空調以及廚房電器等產品。

分立元件影響家電整體性能

現在的家電產品不僅擁有漂亮的外觀，而且節(jié)能環(huán)保，有的還可以聯網，具有自我監(jiān)控功能。這些功能一般需要采用微控制器單元(MCU)來實現。一臺家電中要多個MCU來實現高度集成的設計，同時需要足夠大的真彩顯示系統(tǒng)與完善的媒體接口：以太網、無線模塊以及其他先進的接口模式。當前的家用電器應用方案普遍采用的是分立的子系統(tǒng)，即處理器與各單元模塊分離，設計者需要采用不同的設計資源去實現。這樣對有著先進人機界面、網絡處理與智能化應用的高端產品增加了設計的麻煩。而且，廠商無法找到一款處理器是完全滿足其產品特點的，后果就是在一些產品設計上不得不采取妥協措施。

而且，采用分立元件進行設計對物料管理、庫存都有影響。例如，如今的高端洗衣機普遍帶有觸摸屏功能的人機接口界面，而且大都具有智能洗衣控制程序，客戶通過網絡即可對洗衣機遠程控制，這對于廠商來說，設計難題就表現在智能運動控制、LCD顯示控制、網絡接口等不同方面。

家電產品日益向著高度復雜的應用方向與高設計難度發(fā)展。

CAP集成硬核處理器解難題

如何體現產品特色與性能，同時又能降低產品研發(fā)成本與周期，是每一個廠商不得不考慮的事。分立器件不能完全覆蓋設計，而專用ASIC又不能靈活適配設計需求，京微雅格公司的可配置應用平臺(CAP，Configurable application platform)系統(tǒng)是一個選擇，暨單片化的系統(tǒng)應用方案，可提高客戶的研發(fā)易用性。

京微雅格成立伊始就提出了CAP概念，即在FPGA中集成了增強型8051硬核。一直以來在FPGA中嵌入處理器就是各個廠商的難題，其他的供應商是集成了軟核的RISC處理器，雖然靈活但是需要工程師利用EDA工具架構處理器核與軟件系統(tǒng)的集成，這為軟件工程師與硬件設計者帶來困惑。因為移植OS與FPGA設計是不同的設計方式，處理器與FPGA結合往往影響產品的使用。但是，硬核的處理器可以使軟硬件有機無縫結合起來，而且CAP具有可編程特性，可使處理器與外設的結合簡單容易。

為了滿足客戶多樣化設計需求，京微雅格又適時推出了集成硬核處理器的CME-M7A(寶山)系列器件，在這個系列中ARM核被集成到海量FPGA資源中，特別適合有控制需求的系統(tǒng)應用。

基于一顆M7A芯片，京微雅格推出高端網絡洗衣機應用方案，實現了下一代白色家電-網絡洗衣機的全部功能。在這個設計中，FPGA作為主處理芯片實現通信接口、LCD顯示驅動、傳感器信號轉換、電機控制及洗衣機控制時序產生。一是利用FPGA的以太網10兆/100兆/1000兆MAC實現以太網接口，為洗衣機實現遠程洗衣程序控制，同時亦可實現無線、串口等通信方式。

二是利用FPGA自帶AD( Dual 12 bit 1MSPS ADC)，實現各種傳感器的信號轉換，如水液面、溫度、轉速、蜂鳴器等控制。

三是FPGA實現BLDC的電機控制，用內嵌的硬核ARM實現控制算法，高速12位A/D轉換器分別檢測三相繞組的反電動勢和外部電位器設定電壓，電位器設定電壓用于確定電機的轉動方向和轉速。此外一個重要的模塊是三相PWM波形發(fā)生模塊，通過可編程計數器實現。

四是FPGA提供人機界面的接口電路，根據客戶對不同顯示分辨率的需求，提供不同尺寸屏幕的驅動程序，FPGA可實現LCD屏幕的TCON部分的原理實現，亦可經過串口對具有觸摸效果的屏幕進行顯示控制。

圖為下一代洗衣機M7A方案系統(tǒng)圖