实用FPGA9k开发板高速率多接口开发板

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在这里我们对开发板进行简单的介绍。开发板的整个结构，是包括FPGA底板+扩展板构成，FPGA底板和扩展板是通过扩展口相连。底板主要有FPGA+mcu构成，用户可以通过FPGA对基础扩展板的进行配置，也可以用MCU对基础扩展板进行配置。基础扩展板由SD+SPI Flash+IIC+RS232/RS485+LED*5+KEY*2构成。下图为整个开发系统的结构示意图：图片来源于www.lantsuen.com通过这个示意图，我们可以看到这个开发板所能实现的功能。一路HDMI输入：我们选用的是微晶科技公司的EP9353解码芯片，支持1080P@60HZ的输入，提供30位RGB或YCbCr444或20位YCbCr422输出，提供单独的Sync 输出，并支持嵌入式同步输出。一路HDMI输出：我们选用的是微晶科技公司的EP952LQFP编码芯片，支持1080P@60HZ的输出，芯片支持3D输出，支持高度柔性版数字视频输入在混合12位模式或非默许24位模式输入。支持高速信号的输入输出，包括MIPI信号和LVDS信号的输入输出。同时在底板背部上我们还板载了一块MCU，型号为SH79F166AV，可以配置FPGA和基础扩展板上的各个接口芯片。图片来源于www.lantsuen.com底板是基于高云半导体公司的小蜜蜂系列GW1N-LV9LQ144C6/I5 这款FPGA芯片进行的开发，该FPGA芯片内置了User Flash，容量为608Kbits，同时有120个IO口，还板载了一颗MCU芯片，用户可以进行视频图像处理，高速的数据采集等方面的应用。1.1 FPGA及电压选择FPGA采用的高云半导体公司的小蜜蜂系列GW1N-LV9LQ144C6/I5，下图为该芯片的bank分布图和实物图：图片来源于www.lantsuen.com电压通过底板上的跳线帽进行选择，出厂默认选择VCCOA(VCCO0)，VCCOB(VCCO1)，VCCOC(VCCO2)，VCCOD(VCCO3)为3.3V，VCC为1.2V。如实物图所示：图片来源于www.lantsuen.com电压选择实物图1.1 扩展口底板一共有3组扩展口，其中有1组高速的，用于MIPI和LVDS的输入和输出。每个扩展板都由1个60pin和1个20pin的板间连接器连接。原理图和实物图如下：1.1 供电电源有两种供电方式，一种是通过电源适配器+5V-+12V供电，一种是通过USB下载调试口+5V供电（插拔时注意用大拇指按住接口，以防接口损坏），USB下载调试口旁边有电图片来源于www.lantsuen.com源指示灯。实物图如下：图片来源于www.lantsuen.com底板上板载了50Mhz的有源晶振，连接到FPGA的123引脚，原理图和实物图如下：图片来源于www.lantsuen.com图片来源于www.lantsuen.com1.1 JTAG接口我们在开发板预留了一个 JTAG 接口，用于下载 FPGA 程序或者固化程序到 FLASH。原理图及实物图如下：图片来源于www.lantsuen.comJTAG原理图JTAG实物图在FPGA上的引脚分配如下表：图片来源于www.lantsuen.com2. 基础扩展板2.1 简介通过前面的介绍，我们已经了解到部分扩展板的功能，IIC+SPI Flash+LED*5+KEY*2+RS232/RS485。通过这些硬件可以进行一些基础的实验：1. LED灯实验2. IIC通信实验3. RS232/RS485通信实验4. SPI FLASH读写实验5. SD卡读写实验2.2 LED灯及按键基础扩展板板载了5个LED灯，4个用户LED灯，1个电源指示灯，2个按键。电源指示灯连接到 3.3V, 如果 3.3V 电压正常，LED 灯亮。当 FPGA 的引脚输出为逻辑 0 时，用户LED 会被点亮。原理图和实物图如下：图片来源于www.lantsuen.comLED灯实物图图片来源于www.lantsuen.comLED灯原理图用户LED灯和按键FPGA引脚分配如下表：图片来源于www.lantsuen.com2.3 SD卡座在基础扩展板上装有一个SD卡座，用于安装SD卡，因为我们没有提供SD卡，需要用户自己准备。原理图和实物图如下：图片来源于www.lantsuen.com卡座原理图图片来源于www.lantsuen.com卡座实物图2.4 SPI Flash板上使用了一片32Mbit大小的SPI Flash，型号为华邦的W25Q32JVSSIQ，该芯片可支持2.7V到3.6V的电压。原理图如下：图片来源于www.lantsuen.comSPI FLASH原理图配置芯片引脚分配如下表2.5 RS485/RS232基础扩展板上包含了RS232和RS485接口，既能够用FPGA进行配置，也可以用MCU进行配置。当用FPGA对RS232进行配置时，需要将跳线帽选择RS232的f tx和f rx；当用MCU对RS232进行配置时，需要将跳线帽选择RS232的m tx和m rx。RS485同理。具体实物图如下：图片来源于www.lantsuen.com配置选择图片来源于www.lantsuen.comRS485和RS232接口图如下：图片来源于www.lantsuen.com接口图2.6 IIC基础扩展板上板载了一片型号为AT24C02的IIC芯片，它使用3.3V的电压。用户可以用它进行芯片之间的通信。原理图和实物图如下：图片来源于www.lantsuen.comIIC原理图图片来源于www.lantsuen.comIIC实物图如有技术问题可以咨询深圳市联诠电子科技有限公司