一 核心板簡介:
精心打造,合理設計cycloneII系列最佳FPGA核心系統板,此核心板採用C6速度級別FPGA EP2C35F484C6,相比C8有30%到50%的性能提升,通過3個排針合理引出170個擴展IO,IO電平豐富,擴展方便,可做為代碼驗證平台,或者開發自己的擴展模塊,直接用於產品中。本核心板已供貨於多家公司使用於各領域,確保其工作穩定性與可靠性。
核心板資源:
. 32M Byte容量的SDRAM存儲器;
. 512K Byte 容量SRAM高速存儲器;
. 8M Byte Flash存儲器;
. EPCS16配置芯片;
. 50M 有源晶振;
. JTAG下載口,AS下載口;
. 一個重配置按鈕;
. 一個復位按鈕;
. 4個用戶LED燈;
.三個排針引出170個用戶IO,以及一根16位數據總線,10位地址總線,詳細分佈見核心板IO分佈圖。JP1固定IO電平為3.3V;而JP2以及JP3共110個IO,可分別選擇3.3V,2.5V或者1.8V電平。
各型號核心板FPGA資源統計表 |
型號 | EP2C8C8 | EP2C20C8 | EP2C35C6 | EP3C40C6 |
Les | 8,256 | 18,752 | 33,216 | 39,600 |
RAM Kbits | 162 (Fmax:163M) | 234
(Fmax:163M) | 473 (Fmax:235M) | 1134
(Fmax:315M) |
內嵌乘法器 | 18
(Fmax:180M) | 26
(Fmax:180M) | 35 (Fmax:260M) | 126 (Fmax:340M) |
鎖相環數 | 2 | 4 | 4 | 4 |
核心板正面圖
核心板背面圖
二 實驗板接口功能介紹:
1) 3.2寸tft觸摸屏接口:320*240分辨率,16位色。
2) 網絡接口, 使用DM9000A,100M/10M自適應網絡芯片,提供完善的驅動支持,提供LWIP協議棧以及iniche tcp/ip協議棧(altera新版本軟件只支持iniche tcp/ip協議棧),例程包括tcp協議應用,如遠程控制,網絡服務器,UDP發送等例子
3) USB2.0:使用68013A,傳輸速度可達480Mb/S;使用自定義的IP 方便簡單地實現FPGA與電腦主機的高速通信;提供固件開發文檔,上位機驅動開發文檔以及例程,以及基於VC6的上位機軟件工程源代碼。
4)音頻接口:使用WM8731音頻芯片,自帶音頻DA,AD,24位CD 質量音頻 CODEC ,帶有輸入、輸出和麥克風插孔;提供的IP核,可實現音頻數據的採集與存儲,存儲到播放等功能。
5)256色VGA接口: 直接與VGA接口的顯示器(如CRT顯示器,液晶顯示器)對接,用FPGA實現VGA接口協議可在顯示器上顯示文字、圖型等;提供一個流模式的VGA控制器IP以及詳細的設計文檔,學習流模式IP核設計,SDRAM圖像幀緩存,DMA高速傳輸,fifo應用等;提供可顯示中文,英文,圖像,動畫例子工程。
6) SD/MMC卡:完善SD卡驅動支持,硬件CRC較驗,支持FAT文件系統,提供文件的創建,讀取,寫入操作例程,以及提供SD卡綜合應用範例,如音樂播放器,SD卡圖片瀏覽器等例程。
7) AD轉換:採用12位串行AD轉換芯片ADS7822芯片。
8) DA轉換:採用12位串行DA轉換芯片TLV5616芯片。
9) 溫度傳感器:LM75A,可以在-55~+125度內將溫度直接轉換為數字信號,精度可達0.125度,是溫度採集的最好選擇。
10) 兩個4位7段數碼管: 共陽,動態掃瞄,操作簡單,比較常用的顯示器件,在例子中有大量使用。
11) RS-232串口:常用的數據通信接口。
12) USB1.1:採用USB-UART橋接芯片CP2102,兼容USB1.1和USB2.0協議,最高通信速率為1Mbps,一般用於通信速率要求不是很高的場合,開發者無需懂得USB協議和設計驅動程序,只需類似串口一樣對通訊進行操作即可,因而使得開發週期短,風險小,成本低,如今筆記本電腦越來越普遍,而且筆記本電腦一般都不具備串口接口,使用USB橋接就是有效的解決方案。
13) PS/2鼠標,鍵盤接口:標準鼠標,鍵盤接口。
14) 實時時鐘:PCF8563芯片,帶有日曆,報警輸出。
15) 蜂鳴器:可用於報警輸出,8音盒實驗,niosII定時器中斷實驗等。
16) I2C接口的EEPORM 存儲器AT24C08。
17) 5個按鍵輸入:節省有限的IO資源,用於NiosII的外部按鍵輸入、中斷等實驗足矣,如需更多的按鍵功能,可從實驗板上的IDE接口擴展。
18)擴展接口:通過IDE接口引出27個FPGA多餘的IO,方便用戶擴展自己的接口,如高速並行AD,DA,攝像頭模塊,視頻採集模塊等。我們也會陸續開發一些功能模塊豐富開發板擴展功能。

三 提供的例子簡介:
1 FPGA代碼,我們基本是基於verilog HDL硬件描述語言編寫,verilog語法與C類似,易學易用易觀賞,從初學者的角度出發,或者對C有一定基礎的用戶,建議使用verilog語言,並且在國內,verilog也是大趨所向,我們的客戶也是大部分使用verilog,語言的學習在於循行漸近,當掌握了verilog後,有必要用VHDL時,再去學VHDL也是水到渠成的事。FPGA的編程學習在於思路的轉變,初學者要習慣養成從硬件的角度去思考,入門FPGA也並不是困難的事。我們提供的例子或許並不豐富,但卻從實際出發,提供的是一個個具體的實現,從單一的功能舉例到豐富的綜合功能應用,從基礎慢慢深入,如SOPC中,定時器,UART,SPI,PIO口,DMA等都提供內核寄存器說明與操作函數文檔以及相應的參考例程,理論結合實際,讓初學者輕鬆入門FPGA。
2 在基礎應用的基礎上,我們結合實驗板接口功能,提供可穩定運行,設計規範,並且實用的綜合例子工程,例如,SD卡音樂播放器,包含對SD卡的讀寫操作,文件系統的操作,音頻芯片的使用方法等,基於DMA的VGA控制器等,基於SD卡的數碼相框,網絡的TCP/IP通信,以及UDP通信等,LCD顯示的100M邏輯分析儀設計等,給客戶提供一個有效可靠的參考解決方案。
3 提供完整功能的測試軟件,測試簡單,快速以及實時掌握開發板的工作狀況。在測試軟件中,通信接口用戶可以選擇是串口,或者USB1.1,或者USB2.0;如用戶可從上位機PC中傳輸圖片到開發板中的LCD顯示,傳輸音頻文件到開發板通過音頻接口輸出音樂等,隨時從我們網站下載測試軟件以及使用說明書。
4 基礎實驗例程:
基本FPGA實驗:
開發板上除了網絡,每個接口,我們都提供了FPGA例子工程,至於其它一些常用的基本數字邏輯運算,如計數器,加法器,選擇器等,在光盤中我們直接提供代碼,不單獨建立工程。
5 基礎SOPC實驗例程:
(1) sopc_led基本sopc系統;
(2)SOPC_LED_BF:Flash燒寫實驗;
(3) 定時器中斷實驗;
(4) 按鍵中斷實驗;
(5) DMA傳輸實驗;
(6) UART串口通信實驗;
(7) 脈寬調製PWM實驗;
(8) PS2鍵盤實驗;
(9) 利用定時器中斷產生不同頻率驅動蜂鳴器奏樂實驗;
(10) VGA顯示,使用DMA傳輸,在顯示器上顯示英文,漢字,圖片,動畫等;
(11) 實時時鐘芯片PCF8563使用實驗;
(12) EEPROM存儲器讀寫實驗;
(13) 溫度傳感器實驗;
(14) AD數據採集實驗;
(15) DA數模轉換實驗;
(16) 基於avalon總線的自定義外設數碼管接口設計;
(17) 自定義指令實驗;
(18) USB2.0傳輸實驗;
(19) 音頻採集與播放實驗;
(20) LCD顯示實驗顯示英文,漢字,圖片;
(21) 浮點指令使用實驗;
(22) 雙NiosII CPU核實驗;
(23) 51單片機內核移植FPGA實驗。
6 綜合例程:
1) picture_viewer
一個數碼相框功能的例程,從SD卡讀取JPEG或者BMP格式的圖片,經FPGA解碼處理顯示於LCD上,使用觸摸控制,實現圖片前進,後退,暫停,自動播放時間控制功能,一個比較實用的例子工程,可輕鬆移植至大分辨率LCD或者顯示器上顯示。
2) SD_Card_Audio
SD卡音樂播放器,播放儲存於SD卡中的音頻文件,fat文件系統操作。
3) fir濾波器設計,用DDS產生不同頻率正弦波,輸入到FIR模塊,用邏輯分析儀查看輸出波形:
4) USB2.0高速FPGA接口設計,用波形發生器產生100k到1MHZ正弦波,通過USB2.0傳輸到PC機上顯示,傳輸速度達到36MByte/S,已接近USB2.0實際傳輸速度的極限值,光盤中提供所有源代碼。
5)提供一個網絡的簡單UDP傳輸例程,用於學習網絡IP包結構,瞭解與熟悉DM9000驅動函數的直接調用,通過上位機設置開發板IP地址。
用V4檢測工具檢測傳輸速度:
6) simple socket server例程,電腦主機通過tcp/ip協議與開發板建立連接,發送控制命令字到開發板以實現遠程控制功能。
7) webserver 網絡例程,網頁服務器例程,結合simple socket server例程,利用網頁界面實現對FPGA開發板的控制也並不困難。
8) 音樂合成器,一個電子琴例程,PS2鍵盤彈奏,音頻輸出,LCD顯示。
11) 10通道100M邏輯分析儀,提供一個基本邏輯分析儀的範例,只要FPGA夠快,設計更高速度的邏輯分析儀也是一樣的原理。開發板上資源豐富,FPGA速度夠快,目前網絡上流傳的各種開源邏輯分析儀設計,都可在開發板上得以驗證,或者在開發板上直接使用。
四、購買套件送USB-Blaster下載線,本下載線為FR245+CPLD高速版本,速度更快,更穩定。
五、開發板配套清單:
(1) 3.2寸TFTLCD, 1塊
(2) USB延長線, 2根
(3) USB下載器USB-Blaster, 1根
(4) SD卡1G容量, 1張
(5) SD卡讀卡器, 1個
(6) 5V 2A開關電源, 1個
(7) DVD光盤(包含用戶手冊、軟件、文檔資料等) 1張
註:軟件提供的版本為10.1+SP1,quartusII每年都會有更新,更新太快的同時,也帶來更新的bug,我們對QII的每個版本基本都有試用,然後會選擇最穩定的版本提供給客戶使用,一般來說,每個版本打上最後一個補丁包都是比較穩定的版本,10.1版本對下兼容性較好,bug少,速度快,推薦大家使用。