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近年来,随着社会经济的发展和信息化的推进,视频矩阵切换器已广泛应用于监控、交通、电化教学、大屏幕显示等各个方面。矩阵切换器就是将任意一个输入通道输入的视频图像切换到任意一个视频输出通道的设备。交换芯片作为矩阵切换器的核心器件,成为研究的重点。本论文旨在借鉴国内外相关研究成果,设计并实现一种低硬件复杂度、低成本的基于CPLD的32×32数字交换芯片,并通过其在VGA矩阵切换器中的应用展示了其应用效果。本文研究了现有的大部分视频矩阵切换器的设计方案,分析了其特点和不足之处,探讨了一种基于MAXⅡ系列CPLD的32×32的数字交换芯片的设计方案。芯片能实现32路数字输入／32路数字输出的自由切换。所设计的芯片是32个输入32个输出的交叉点开关阵列,每一个输出都能连接任何一路输入,采用串行数字控制方式。基于该方案可明显改善VGA矩阵切换器的复杂度和成本,降低组件数量,电路板尺寸,设计时间和系统成本。MAXⅡCPLD还进一步提高了高密度产品的功耗和成本优势,这样,可以使用MAXⅡCPLD来替代高功耗和高成本专用集成电路芯片。文中对芯片的实现进行了详细论述,从软件仿真、芯片设计到最终基于CPLD芯片实现,均做了详细的叙述,通过调试产生了验证波形。该设计采用了Altera公司MAXⅡ系列的EPMl270T144C3 CPLD,在QuartusⅡ7.2集成环境下用VHDL硬件描述语言实现,在设计中充分考虑了模块的独立性和可重用性,把整个设计划分为三个模块,采用模块化设计。文中详细介绍了芯片的总体结构、内部结构以及芯片的设计原理及实现方法,参照该方法可复制本芯片设计。论文还设计并实现了一种VGA32×32视频矩阵切换器,该VGA矩阵切换器使用了本文介绍的基于CPLD的32×32的数字交换芯片,明显改善了VGA矩阵切换器的复杂度和成本。该矩阵切换器采用了模块化设计方法,整体结构分为数字交换模块、模拟交换模块和控制模块。论文详细分析了该矩阵切换器的总体结构、各级电路板的设计和程序流程图,分析了该芯片的时序和使用方法,并开发了一种上位机控制程序,设计了控制协议,通过计算机串口控制VGA矩阵。测试表明：该芯片已经具备较好的功能和稳定性,使用该芯片可明显改善VGA矩阵切换器的复杂度和成本,系统具有高集成度、可靠性及灵活性的特点,系统成本下降,产品更有价格优势,具备了工业推广的条件。