FPGA電路
在附圖一的FPGA電路中，列舉其中功能比較重要者說明如下：
●主電路：這是完整的數(shù)據(jù)路徑----從微控制器總線到可共享的參數(shù)/地址映像內(nèi)存、到DRAM/IDE總線。它包含了微控制器能夠存取的所有外部緩存器、事件偵測（event detection）和移動請求位（action request bits）。外部緩存器組是位于DRAM內(nèi)，執(zhí)行各種特定的任務；當關機時，這些緩存器將會消失。事件偵測、移動請求位都是為了讓微控制器得知目前的狀態(tài)，并采取適當?shù)囊苿?、或?zhí)行特定的韌體程序。
●控制用的狀態(tài)機：負責接收各種移動請求位，并使所有的控制線生效（assert），最后導致數(shù)據(jù)移動。它是一種簡單的，但大型的狀態(tài)機；平時它處于閑置和等待的狀態(tài)，直到要采取移動。所有的狀態(tài)是采用S_state_#的方式命名的。OR閘在適當?shù)臓顟B(tài)下，會使正確的控制訊號生效，如附圖二所示。這個電路也包含了「優(yōu)先級編碼器（priority encoder）」。在閑置狀態(tài)時，若擱置了許多個請求，則優(yōu)先級編碼器可以決定哪一個要先執(zhí)行。這種電路雖然有點復雜，但是它使用「一熱（one-hot）」的簡單概念。所謂「一熱」是指每一個狀態(tài)是使用一個正反器（flip-flop）實現(xiàn)的，在每一個狀態(tài)下，只有一個正反器是處于高值，其余都是低值，而且「熱位（hot bit）」會一直移動，直到回到閑置狀態(tài)。在DMA路徑上，具有一個正反器（也可以省略不用），當結束DMA作業(yè)的條件成立時（ISZERO），此正反器會收到「熱位」。所有的控制訊號是由OR閘產(chǎn)生的，只要輸入的狀態(tài)訊號群組中有一個是高值，OR閘就會輸出高值（使控制訊號生效）。例如：若(圖二)的OR2的S_RD_IDE_1或S_WR_IDE_1為高值，則IDE_ADDR的輸出也會是高值，因此IDE_ADDR生效了。不過，有一些對時間要求很嚴格的（timing critical）訊號，并不是使用OR閘產(chǎn)生的，它們是使用建立/重置（set/reset）緩存器產(chǎn)生的。建立/重置緩存器的功效和OR閘一樣，但是沒有延遲。
微控制器總線MOVX偵測
傾聽微控制器總線，當沒有MOVX指令要執(zhí)行時，使DMA_OK訊號生效。當DMA_OK未生效時，優(yōu)先級編碼器不會讓任何非CPU的硬件單元存取DRAM。所以，它對微控制器的讀取和寫入請求是立即響應的，不會有延遲發(fā)生。這對8051微控制器而言，是很重要的，因為8051沒有等待狀態(tài)。如果有偵測到一個MOVX作業(yè)碼，但是MOVX沒有被執(zhí)行，一個31周期的定時器可以使DMA_OK再次生效。
■微控制器的地址譯碼
這些訊號生效后，可以使外部緩存器在微控制器的內(nèi)存映像區(qū)域內(nèi)使用。通常，這是將地址排線和REG_RD訊號或REG_WR訊號AND在一起；REG_RD和REG_WR訊號是由狀態(tài)機產(chǎn)生的。
■DRAM/IDE地址多任務器（mux）
在DRAM的行列式地址位（address bits）、IDE的地址位（來自于微控制器）之間，做DRAM/IDE地址腳位的切換；或為零，當執(zhí)行IDE DMA的直接傳輸作業(yè)時（類似PIO）。
■MP3輸出位移緩存器（shift register）
這是16位的位移緩存器，它從IDE接口得到一個16位的字組（word），并以位移的方式將此字組送至 MP3譯碼器。
■MP3位計數(shù)器
計算位移緩存器送至MP3譯碼器的位數(shù)目。當所有的16位都被移出時，會產(chǎn)生一個訊號，此時，位移緩存器準備供給STA013 DMA使用，以繼續(xù)從DRAM中讀取和傳送下一個字組。
■DRAM的重清（refresh）時脈
這個電路會每15.2 ?s 產(chǎn)生一個脈沖，要求狀態(tài)機執(zhí)行一個DRAM重清周期。此脈沖會在主電路內(nèi)，建立一個請求旗標，當總線可以使用時，狀態(tài)機會開始執(zhí)行重清作業(yè)，而且優(yōu)先等級比較高的請求不會被擱置。
■DRAM/IDE地址緩沖器（buffer）
保存地址，這些地址是用來驅(qū)動DRAM和IDE接口。
■32-byte的SRAM內(nèi)存
使用兩個16×16寬度的DRAM內(nèi)存，將它們虛擬成具有地址或數(shù)據(jù)鎖定（latch）功能的SRAM。其中一個保存DRAM的分頁（page）號碼，這些分頁是映像至微控制器的地址空間0xFF00至0xFF1F的區(qū)域（DRAM_PAGE_CFG緩存器），它們和微控制器的12個地址位一起被送至DRAM/IDE地址多任務器，最后可以為DRAM的讀寫作業(yè)，產(chǎn)生一個唯一的地址。第二個SRAM負責保存DMA的參數(shù)值（在0xFF20至0xFF3F的區(qū)域內(nèi)）。微控制器的外部內(nèi)存（DRAM）空間映像如附(表一)所示。
■地址映像內(nèi)存的寫入功能生效
允許對地址映像內(nèi)存進行寫入作業(yè)。不過，它只允許微控制器在0xFF00至0xFF1F的內(nèi)存區(qū)域?qū)懭霐?shù)據(jù)。
■DMA參數(shù)內(nèi)存的寫入功能生效
允許對DMA參數(shù)內(nèi)存進行寫入作業(yè)。微控制器能寫入這些參數(shù)，而且，這些參數(shù)也可以被狀態(tài)機更新，例如：在進行DMA傳輸作業(yè)時，狀態(tài)機可以改變它們。
■16位的遞增/遞減電路
在進行DMA傳輸作業(yè)時，16位的遞增/遞減可以用來更新參數(shù)值。遞增電路是為了計算DRAM的目標地址，遞減電路是為了計算字組。DMA參數(shù)內(nèi)存的輸出值會被送至此電路中，而且也會被送至16個多任務器中，以允許DMA參數(shù)被轉(zhuǎn)譯成地址，就好像它們來自于微控制器的地址總線（address bus）一樣。
■零、壹和奇數(shù)值檢測器
當DMA參數(shù)值被改變時，這個電路能夠立即得知；如果DMA參數(shù)值是零、壹或奇數(shù)地址，這個電路也能夠通知狀態(tài)機。當DMA參數(shù)值是零時，狀態(tài)機會清除DMA的請求旗標，以終止DMA作業(yè)，并將「完成DMA傳輸」的中斷旗標設為1。
■微控制器的「地址鎖定致能（address latch enable；ALE）」訊號之同步
能使微控制器的ALE訊號和FPGA 的時脈同步。微控制器的其它控制訊號也是采用類似的同步機制，但是它們位于主電路中。
■2：1多任務器/4位
此電路允許在每32 byte內(nèi)存內(nèi)的地址，可以被內(nèi)存的一般功能控制，或被微控制器的總線控制（當韌體從這些緩存器中讀出或?qū)懭耄瑏砀淖兊刂酚诚窕蚪MA傳輸時）。
■2：1多任務器/8位
它被使用在IDE區(qū)塊內(nèi)。它允許從微控制器的數(shù)據(jù)區(qū)域中，將數(shù)據(jù)加載至輸出緩沖器內(nèi)。
■2：1多任務器/16位
當執(zhí)行一個DMA周期時，利用這個電路，可以從微控制器的地址總線（一般作業(yè)），切換成DMA參數(shù)內(nèi)存的地址總線。
■2：1多任務器/16位
利用這個電路可以選擇DMA參數(shù)內(nèi)存的輸入值；它是在更新的DMA參數(shù)（在一個DMA周期內(nèi)）和微控制器的數(shù)據(jù)總線（當微控制器寫入DMA設定值）之間做切換。單獨設計這個16位的多任務器，是因為FPGA開發(fā)工具的「可設定的邏輯區(qū)塊（configurable logic block；CLB）」之映像，無法將額外的邏輯閘納入上列的那些2：1多任務器內(nèi)（如此會浪費8個CLB，并在重要的時序路徑上，增加額外的延遲時間），除非邏輯閘是在同一個電路設計圖內(nèi)。
■16至8位總線，三態(tài)（tri-state）緩沖器
此三態(tài)緩沖器允許一個16位總線的任一半字節(jié)（8 bit）去驅(qū)動一個8位總線。它可以讓微控制器從寬16位的內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)。
■8至16位總線緩沖器
連接兩個8位的總線成為一個16位總線（但FPGA開發(fā)工具并不會因此混淆）。
■8至16位總線緩沖器
連接一個8位的總線兩次，成為一個16位總線（但FPGA開發(fā)工具并不會因此混淆）。此16位總線的任一半字節(jié)都是來自于此8位總線，如附(圖三)。
■8位緩存器
一個8位緩存器，用來收集微控制器的地址位。
此外，由于不同的FPGA開發(fā)工具的性能差異，可能還需要：
●數(shù)個具有不同位數(shù)（例如：5至9位）的位移緩存器：它們在狀態(tài)機中使用。可以避免因為在同一電路設計圖內(nèi)具有太多的符號，而使FPGA開發(fā)工具當機。
●正反器（在CLB中）：這是唯一的CLB正反器，以一個比在FPGA開發(fā)鏈接庫（library）中還要小的符號來重設計。
●正反器（在IOB中）：這是唯一的「I/O區(qū)塊（IOB）」正反器，以一個比在FPGA開發(fā)鏈接庫（library）中還要小的符號來重設計。
FPGA電路算是此MP3播放機系統(tǒng)中，比較復雜的一部份，一般的OEM/ODM可以指定規(guī)格委外設計。另一個OEM/ODM廠商必須注意的是韌體的設計；或許韌體也可以委外設計，但是他們必須懂得如何使用底層韌體（匯編語言）所提供的應用程序接口（API），來設計上層的使用者程序（C語言程序）。
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