AG1F1是雅格罗技公司推出的一款针对嵌入式应用的现场可编程微控制器。AG1F1内嵌了高性能8051微控制器硬核，包含1K可编程逻辑单元（logic cells），而且拥有稳定的存储器模块和锁相环时钟控制模块。通过雅格罗技的可编程SoC设计平台，可以有效地提升嵌入式系统设计的性能，降低成本。本文描述了如何基于AG1F1，完成微型热敏打印机控制系统的设计。通过利用1K可编程逻辑单元，有效减少了处理器的负荷，提高了系统性能。

AG1F1主要的内部资源：

• 增强型8051，兼容标准51指令，开发方便，包含128K数据RAM，32K程序RAM
• 1K可编程逻辑单元，可以根据需要，灵活设计成各种功能
• 1 PLL 单元，可实现倍频，分频，相移
• 4块可配置9K bit 双端口RAM

如图1 所示，典型的微型打印控制系统数据处理流程如下：来自并口/串口/USB的打印控制命令和数据进入输入缓冲区，处理器对分析这些命令和数据，并从字库中取出字符相应的点阵数据，这些点阵图像数据按行/页送入打印缓冲，再按串行模式送至打印头。

除此之外，还需要控制的对象包括走纸电机，切纸电机，和纸张位置传感器等。

针对微型打印机的控制需求，以AG1F1器件为主控芯片，设计了打印驱动板，主要包含的硬件资源是：

• M25P40, 4Mbit 串行flash, 用作字库存储
• HY62U8100B, 128Kx8bit CMOS SRAM，用作片外打印页缓冲
• Parallel port
• Serial port (RS-232)
• Feed motor & autocutter motor 驱动电路
• 状态指示和配置开关

充分利用1K可编程逻辑单元带来的灵活性，系统硬件设计框图如图２。

所有的硬件模块影射到8051的外部存储空间，主要包括了控制寄存器，SRAM DMA, SPI接口，内部打印缓冲（使用片内双端口RAM），打印头控制等功能模块。

各个模块完成的主要功能：

• 控制寄存器：
  - 8051通过控制寄存器，控制和监视其它所有模块。
• SPI接口：
  - SPI接口控制，用于串行flash的读写
• SRAM DMA：
  - 该模块自动从外部SRAM的打印缓冲搬运数据到内部存储器
• 内部打印缓冲：
  - 设计成PING-PONG操作，打印头控制模块读取打印数据的同时，SRAM DMA可继续搬运数据。
• 打印头控制模块：
  - 控制串行数据向打印头的传输。

通过这些扩充的功能模块，大大减小了处理器的运算负担，可以用8位的处理器完成32位处理器才能完成的任务，而且没有系统性能的损失，这也正是现场可编程微控制器的优势所在。