革新科技SOPC硬件平台介绍

1、Innovative Products核心开发板 GX-SOPC-EP1C12-M324 Cyclone板GX-SOPC-EP1C20-M400 Cyclone板GX-SOPC-EP2C35-M672 Cyclone II板GX-SOC/SOPC-Dev-Lab创新开发实验平台 Gexin Research 2007 Gexin Corporation基于ALTERA NIOSII SOPC系列专业级创新开发实验平台1. GX-SOC/SOPC-Dev-La Platform 开发实验平台概述 1.1 GX-SOC/SOPC-Dev-Lab Platform设计理念与目的 我们培养的学生（人才

2、）是不但要具备系统设计的能力和对新系统新模块组合方式的创新能力，还能够与当今国外最先进的全新嵌入式设计思想相接轨。所以，创新开发实验平台应该具有丰富的外围模块，如果能够通过我们已有的经验，建立尽可能多的“积木”，让初学SOC/SOPC技术的学生，能够充分发挥系统搭建和系统设计的长处，不为繁缛的细节所累，这样才是真正符合SOC/SOPC系统设计的原意和初衷，才能让学生通过实验学习逐步进入到具备创新开发设计能力的境界，而不是总停留在根据实验报告，搭线、写报告这样一个最初级的能力水平线上。革新希望通过实验平台，使众多莘莘学子能亲身感受、熟悉SOPC的独到魅力，帮助他们毕业后在工作岗位上能够发挥所长，

3、并为SOPC设计人才的培育尽一分心力。1.2 GX-SOPC 开发实验平台硬件构成图解开发实验平台提供丰富的硬件外扩资源；GX-SOPC-EP2C35-M672/GX-SOPC-EP1C20-M400/ GX-SOPC-EP1C12-M324核心开发板与开发实验平台无缝结合；提供1个USB-Blaster接口完成Altera的高速下载、调试与程序固化；也可通过开发实验平台所提供的JTAG（Altera/Xilinx）或AS（Altera）接口即可完成核心板设计的下载调试与程序固化；两个串行接口1个USB 接口1个VGA接口2个PS2接口1个Ethernet 10M/100M高速接口1路CAN总

4、线接口；1路音频CODEC模块（立体声双通道输出）；1路8位高速串行SPI 总线ADC接口2路8位高速串行SPI 总线DAC接口1路8位高速并行总线ADC接口GX-SOPC创新开发实验平台概述GX-SOPC 开发实验平台硬件开发资源如下：GX-SOPC-EP2C35-M672/GX-SOPC-EP1C20-M400/ GX-SOPC-EP1C12-M324核心开发板与开发实验平台无缝结合；开发实验平台提供丰富的硬件外扩资源；提供1个USB-Blaster接口完成Altera的高速下载、调试与程序固化；也可通过开发实验平台所提供的JTAG（Altera/Xilinx）或AS（Altera）接口即

5、可完成核心板设计的下载调试与程序固化；两个串行接口1个USB 接口1个VGA接口2个PS2接口1个Ethernet 10M/100M高速接口1路CAN总线接口；1路音频CODEC模块（立体声双通道输出）；1路8位高速串行SPI 总线ADC接口2路8位高速串行SPI 总线DAC接口1路8位高速并行总线ADC接口GX-SOPC 开发实验平台硬件开发资源（续上）：1路8位高速并行总线DAC接口I2C E2PROMI2C RTC实时时钟芯片LCD (2X16) 字符型液晶接口与模块；3个单色LCD字符/图形液晶屏接口；1个640 x480 TFT彩色液晶LCD显示屏接口与模块1个640 x480 TF

6、T彩色液晶LCD显示屏可扩展接口16个LED指示灯显示；8个平拨开关输入；10个按键输入1个4X4键盘阵列；2个复位按钮；16个七段数码管显示；16x16矩阵LED显示模块；1路蜂鸣器；存储器模块提供512KB的SRAM/1MB 的Flash ROMGX-SOPC 开发实验平台硬件开发资源（续上）：1个Compact Flash卡接口1个SD卡接口2组各8个拨码开关组4个100PIN高速板对板接高速插件接口2个64PIN 32位PCI标准总线PMC高速接口2组与Altera 公司高档次开发板相兼容的扩展接口实验平台提供100Mhz、75Mhz、50MHz 、48MHz、24 MHz 、12MH

7、z、1MHz、100KHz、10KHz、1KHz、100Hz、10Hz、2Hz和1Hz等多个时钟源 10路电源输出（均带过流、过压保护）： VCC5V（5A）；VCC5VF（5A）；VCC3V3（5A）；VCC12VP（5A）；VCC5VT（3A）；VCC12VT（3A）；VCC5VA（3A）；VCC-12VP； VCC-5VA；VCC3V3A（1.5A）线路板工艺精良，频率范围宽，电路抗干扰性能好2、GX-SOPC创新开发平台实验各硬件模块介绍 GX-SOC/SOPC-Dev-Lab Platform综合实验开发平台是专门为Altera公司精心设计的教学与开发实验为一体的综合平台。实验平台由

8、几十个硬件功能模块组成，配有丰富的人机交换接口。 实验平台可根据各院校不同的专业分为不同的应用层次：对初级用户，本实验开发平台可选择基础类型的FPGA实验。对综合类用户，本实验开发平台可选择提高类型FPGA实验及SOPC软硬件实战训练。对专业及科研人员，本实验开发平台除了选择提高类型FPGA实验及SOPC软硬件实战训练之外，还可选择与ARM/POWER PC/DSP/单片机相关的软硬件应用设计，结合uClinux操作系统及uCOSII实时多任务系统，利用本实验开发平台可做U-BOOT及操作系统的修改与移植。 GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍4X4键盘阵列由16个负脉冲信号发生器按键组成

9、，所表示的功能如下表： 我们可以利用拨码开关MODUL_SEL第4位进行键盘方式选择： 当拨码拨下处于“OFF”时，使用4X4键盘 当拨码拨下处于 “ON”时，使用3X4键盘 下面介绍一下键盘的原理真值表以及每个按键对应的输出值，看下表（3X4键盘）：ROW3ROW2ROW1ROW0COL2COL1COL0对应按键输出1110110AAFH1110101000H1110011BBFH1101110770H1101101880HGX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍续上表ROW3ROW2ROW1ROW0COL2COL1COL0对应按键输出11010119

10、90H1011110440H1011101550H1011011660H0111110110H0111101220H0111011330HXXXX111无11HGX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍4X4键盘ROW3ROW2ROW1ROW0COL3COL2COL1COL0对应按键输出11101110AAFH11101101000H11101011BBFH11100111FFFH11011110770H11011101880H11011011990H11010111EEFH10111110440HGX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍续上表ROW3ROW2ROW1ROW0COL3COL2CO

11、L1COL0对应按键输出10111101550H10111011660H10110111DDFH01111110110H01111101220H01111011330H01110111CCFHXXXX1111无11H注：A、B、C、D、E、F是功能按键。输出对应于FPGA芯片上的D0-D7数据线输入。3X4或4X4键盘原理图如下：GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍数码管显示 实验平台上共有16个数码管，其中包括6个共阴数码管（动态七段译码输出）DP1C-DP6C、10个共阳数码管（6个静态七段译码输出DP1B-DP6B和4个独立七段译码输出显示DP1A-DP4A）。拨码开关DISP_SE

12、L第8位控制6个静态输出共阳数码管，拨下处于“ON”时亮，拨下处于“OFF”时灭；拨码开关DISP_SEL第7位控制独立的4个共阳数码管，拨下处于“ON”时亮，拨下处于“OFF”时灭；拨码开关DISP_SEL的第1位-第6位分别决定每个静态共阳数码管的输出数据来源，每一个拨码开关对应一个数码管，拨下处于“ON”时表示数据来自FPGA内部，拨下处于“OFF”时由实验平台十六进制数按键F1-F6来输入数据（F6对应DP6B，F5对应DP5B，依此类推），每按一下十六进制数按键就显示一个十六进制数（十六进制数递增加1）。数码管显示原理图如下4个独立七段译码输出显示DP1A-DP4A6个静态七段译码输

13、出DP1B-DP6B数码管显示原理图如下动态七段译码输出DP1C-DP6CGX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍 实验平台上的Flash采用SST公司的39F010或ATMEL公司29C020芯片。该芯片是工作电压仅为3伏。 下图为模块的原理图：Flash器件 GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍 实验平台上的SRAM采用ISSI公司的IS61C1024（或IS61C1024L）芯片。这类芯片是高速低功耗的SRAM，存储量为1M，作为通用存储器使用。 下图为模块的原理图：SRAM器件 图中A0-16为地址线；CE1和CE2为2个芯片使能;OE为读输出使能；WE为写使能，Q0-Q7为数据线

14、，GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍多功能复用按键组中F1-F8平时输出为低电平，按下输出为高电平；F9-F10平时输出为高电平，按下输出为低电平。F1-F6是十六进制信号发生器按键，当DISP_SEL的第1位-第6位中任一拨下处于“OFF”时，按下对应的复用按键就可以产生四位二进制数，在6个共阳静态数码显示管上从0到F顺序循环显示，即十六进进数从CPLD输出到数码管。当DISP_SEL的第1位-第6位任一拨下处于“ON”时，每组4位二进制数由FPGA输出至数码管对应显示成十六进进数，且F1-F4相对应的4组4位二进制数产生器，也可通过CPLD输出到核心板的FPGA上去，并由用户自定义使

15、用。F7-F9是固定脉冲信号发生器按键。当核心板时钟为50MHZ时，按F7或F8产生200us的相同固定正脉冲信号，其信号输出分别对应最右引脚、中间引脚；按F9产生200us的固定负脉冲信号，其信号输出对应最左引脚。通过“PULSE”组插针输出，方便用户使用。F10是备用按键，用户也可用作复位按键。多功能复用按键 下图为10个按键模块的原理图F1-F6是十六进制信号发生器按键F7-F9是固定脉冲信号发生器按键F10是备用按键F1-F8平时输出为低电平F9-F10平时输出为高电平GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍 指示灯组LED0-LED15是用户定义指示灯。LED0-LED7直接与配置有

16、FPGA芯片的核心板相连，与拨码开关MODUL_SEL的第1位第3位选择状态无关，引脚输出高电平时对应的LED灭，低电平则亮；LED8-LED15是与开发平台上的功能模块组配套的，只有在拨码开关MODUL_SEL第1位第3位处于相应功能模块的选择状态时，才有效，也是高电平点灭，低电平亮。LED指示灯 指示灯组LED0-LED15原理图LED8-LED15指示灯 LED0-LED7指示灯 GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍实验开发平台上提供了1组2X16或4X16的字符液晶屏接口，其接口定义为LCD1实验开发平台上提供三组LCD点阵/图形液晶显示模块接口（LCD2、LCD3、LCD4）。可

17、接入多种型号的128X64或240X128点阵/图形液晶显示屏，可显示各种字符及图形液晶屏接口与FPGA 的IO方式直接相连，具有标准数据总线、控制线及电源线接口。具体的技术性能指标参考所使用的液晶屏生产厂家的相关资料，液晶屏可以由用户选配使用。LCD单色图形/字符液晶屏模块接口LCD单色图形/字符液晶屏模块接口原理图LCD3点阵/图形液晶显示模块接口（KS0107/KS0108）LCD2、LCD4点阵/图形液晶显示模块接口（T6963）LCD1字符液晶显示接口（KS0066/KS0070/KS0075;SPLC780A）GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍实验开发平台上的Audio模块由

18、16位的音频数模转换器、功放和一个音频接口组成。来自FPGA的信号通过功放模块音频放大后，然后由接口输出到扬声器。Audio模块 Audio模块接口原理图音频数模转换器采用Philips公司的TDA1311（或CUSTOMER公司的MS6311）芯片，它由电压驱动，输出和偏置电流与电压成比例，接受16位的串行输入数据，低功耗，采用连续校准概念，没有过零失真。 功放采用Philips公司的TDA1308（或CUSTOMER公司的MS6308）芯片，由2.8到5.5伏低压供电，低功耗，高信噪比，低失真率，可应用于CD、DVD、MP3、PDA等音频设备。GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍本模块

19、精心为XILINX FPGA IP Core而设计。开发平台上的CAN总线通讯模块由CAN总线连接头CAN_DB9、CAN通讯芯片U2和2X2跳线组CAN_JP组成。U2采用Microchip公司的MCP2551芯片，它是一个可容错的高速CAN器件，可作为CAN协议控制器和物理总线接口，可为CAN协议控制器提供差分收发能力，完全符合ISO-11898标准，包括能满足24V电压要求，工作频率高达1Mb/s。模块共有两种工作模式，可通过跳线组的相应连接来实现。当1和2连接时，处于高速操作模式；当3和4连接时，则处于斜率控制模式，可以选用不同的RS引脚和地之间的外接电阻来实现不同的转换率，减少射频干

20、扰。 CAN总线通讯模块 CAN总线通讯模块接原理图当1和2连接时，处于高速操作模式；当3和4连接时，则处于斜率控制模式GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的CF卡模块由CF卡插槽、跳线组CF_VCC_JP（左跳5V，右跳3.3V工作方式）、电源和5组总线开关组成。5组总线通过总线开关器件TI SN74CBT3384芯片相连接，它是10位高速总线开关，由于两个端口之间的低阻抗，使得开关连接时传输延时几乎忽略，无需考虑。CF卡插槽可兼容各种类型CF存储卡和CF+卡。 Compact Flash（CF）卡模块 CF卡模块接口原理图GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍本模块精心为X

21、ILINX FPGA IP Core而设计开发平台上的以太网接口模块由以太网网卡器件、以太网电平信号隔离转换器件和标准以太网接口RJ45组成。以太网器件使用INTEL公司的LXT971ALC芯片，它是一片高速以太网收发器芯片，它可实现10Mbps和100Mbps两种协议，集成了媒介独立接口（MII）、扰频器/解扰器、双重速率时钟回路和全双工自判决功能于一身。 本开发平台使用这款芯片，配合核心板上提供的SDRAM/Flash芯片，使用uClinux操作系统实现以太网通讯。电平信号隔离转换器件采用ST-L1102芯片，它是标准单端口隔离模块，其绝缘、接入损耗及回波损耗符合IEEE802.3要求，可

22、配合多家厂商的以太网芯片，具体应用请参考该芯片的选型指引。以太网接口模块 以太网接口模块接口原理图GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的I2C E2PROM采用ATMEL公司的电擦写式只读存储器AT24C02N（或Microchip 公司24LC02BSN）该器件支持2线串行接口，以X8位存储器块进行组合，具有页写入能力。地址选择允许连接到同一条总线上的器件数目最多可达8个，输出斜率控制以消除接地反弹。采用自定义擦/写周期，擦写次数可达1，000，000次。 I2C E2PROM I2C E2PROM接口原理图GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的I2C RTC采用

23、STMicro公司的M41T00（或Dallas Semiconductor公司的DS1340）芯片。它是一款低功耗的串行实时时钟，内部有32.768kHz晶振。使用8字节容量的RAM来实现时钟功能，并采用BCD码配置。地址和数据通过两根双线总线进行串行传输。内部含有电源感应电路，对于供电不足的情况，将会自动切换到电池供电状态。 I2C RTC串行实时时钟I2C RTC串行实时时钟接口原理图GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的红外串行接口模块由红外编解码器件、红外收发器件、一只7.3728MHz的晶振和4个针头组成。红外编解码器件采用Microchip Technology I

24、nc公司的MCP2120芯片，它是低损耗、高性能、全静态的红外编解码器件，采用的调制解调方法符合IRDA标准，可通过4个针头输入编码来选择相应的波特率工作模式，如下表：IRDA红外串行接口模块 GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍也可采用软件方式来选择。红外收发器件采用Vishay公司的TFDU4100芯片，它是一种低功耗的红外收发模块，符合IRDA1.2标准的串行红外数据通信，速率可达115.2kbit/s。它能够与采用脉宽调制解调功能的各种I/O芯片进行直接连接。IRDA红外串行接口模块接口原理图红外收发器件红外编解码器件GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的PS2键盘和

25、鼠标接口模块由4个N-沟道增强型场效应管以及两个PS2接口J4和J5组成。出厂J4为键盘接口、J5为鼠标接口（用户也可自己定义使用）。场效应管器件使用BSS138芯片，它是高密度单元，提供可靠、快速的开关性能，非常适合于低电压、低电流的应用。 PS2键盘和PS2鼠标接口 PS2键盘接口PS2鼠标接口PS2键盘和PS2鼠标接口原理图GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的RS232/RS485接口模块由2个串行接口、2块串行收发器件、4个指示灯和若干插针组成。串行接口使用标准的DB9母接头，其中一片串行收发器件采用MAXIM公司的MAX3237芯片，仅支持RS232输出标准，当处于正

26、常操作模式时，运行数据速率为250kbps；当处于MegaBaud操作模式时，运行数据速率为1Mbps。它还可用作快速调制解调器，只要通过相应的插针组的选择即可实现。另一片串行收发器件采用MAXIM公司的MAX3160芯片，它很好地满足了所有MAXIM产品所需要的质量和可靠性标准，是一个可编程的RS-232/RS-485/422多协议的收发器件，通过相应的引脚选择，可实现需要的协议模式以及全或半双工工作模式，还可当作红外串行接口使用。如果采用回转率限制，所有模式下的速率仅可达到250kbps；而取消该限制后，在RS-485/422模式下速率可达10Mbps，在RS-232模式下速率可达1Mbp

27、s。 RS232/RS485接口 RS232/RS485接口芯片功能引脚图MAXIM公司的MAX3237芯片MAXIM公司的MAX3160芯片GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上带有一个SD卡通信接口，提供了SD卡通信所需要的信号线（时钟，命令，4个数据和3个电源），最大工作频率为25MHz。这个通信接口也支持通用的多媒体卡（MMC），实际上SD卡与MMC的区别就在于初始化的过程上。SD存储卡系统上定义了两种可替换的通信协议：SD和SPI，两种模式是互不关联的，本设计使用后者的SPI通信连接方式。SD存储卡是一种特别为了满足新一代音频/视频消费类市场需求，面向安全、容量、性能和环

28、境要求而设计的低成本、大容量的存储器件，它的安全系统采用互相认证功能和一种新型加密算法，来保护卡上内容不被非法使用。SD卡通信接口模块 SD卡通信模块接口原理图SD卡通信接口GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍 开发平台上有8路开关输入SW1A-SW8A，开关拨至“外”位置为逻辑“1”电平，开关拨至“内”位置为逻辑“0”电平。 8路开关输入模块接口原理图如下图所示：8路开关输入 GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍VGA输出模块能实现开发平台与VGA显示器之间通信控制功能。VGA彩色显示器（640X480/60Hz）在显示过程中除R、G、B三基色信号外，还有行同步HS信号和场同步VS信

29、号。在显示器显示过程中，HS和VS极性可正可负，其极性转换逻辑在显示器内自动切换。以正极性为例，R、G、B信号位正极性信号，并高电平有效，当VS=0，HS=0时，计算机VGA显示器显示的内容为亮的过程，这时正向扫描过程的时间为26微妙，当一行扫描完毕，行同步HS=1，约需6微妙，这时的VGA显示器扫描产生消隐及电子束回扫到VGA显示器的左边下一行的起始位置（X=0，Y=1）；当扫描完480行后，VGA显示器的场同步VS=1，产生场同步使扫描线回到VGA显示器的第一行第一列（X=-0 Y=0，约为2个行周期）。VGA接口是使用15针的标准接插件与PC机显示器相连接。VGA输出模块 VGA输出模块

30、接口原理图GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍 开发平台上有两个可提供复位功能的按键SW17和PB_LCD，前者是整个开发平台的全局复位信号，后者是LCD液晶显示屏的复位信号。 其接口原理图如下：按钮式RESET键 GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的并行ADC模块由并行8位ADC器件、并行ADC放大器、十六进制转换器、并行总线和并行ADC时钟源组成。并行8位ADC器件采用Texas Instruments公司的TLC5510（或TLC5540）芯片，它使用5伏供电电压且只有130mW的功耗，采用的半Flash结构相对Flash转换器来说，降低了功耗且减小了芯片面积。 并行

31、ADC放大器采用Analog Device公司的AD8001AR芯片，它采用5伏电压供电，是一个低功耗、高速的电流反馈放大器，在100MHz时有0.1dB的平滑增益，并且提供0.01%的差分增益和0.025O的相位误差，由于它的低失真度和调节灵敏性，使得它成为比较理想的高速AD转换器的缓冲器。出厂：并行ADC 为TLC5510，时钟源提供20MHz的输入时钟频率。并行ADC 转换模块TLC5510芯片硬件功能结构图 TLC5510芯片外围接口原理图并行ADC放大器并行ADC转换器GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的并行DAC模块由一个并行8位DAC器件和一个并行DAC电压基准源

32、组成。并行8位DAC器件采用Analog Devices公司的AD7302（或AD7801）芯片，工作电压为2.7伏到5.5伏，功耗小，适合于电池驱动应用，具有高速寄存器和双缓冲接口逻辑以及可与并行微处理器和DSP兼容的接口。 并行DAC转换模块并行DAC转换接口原理图并行8位DAC电压基准源GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上提供了彩色液晶TFT-LCD和触摸屏的接口模块。彩色液晶TFT-LCD器件采用NEC LCD Technologies公司的NL6448BC20（或LG.PHILIPS LCD公司的LB064V02）液晶屏，它是一个由非晶状硅薄膜晶体管阵列构成的液晶显示屏

33、，带有一个背景灯，来自主机的彩色（红、绿、蓝）数据信号被一个信号处理电路调整为最佳主动矩阵系统形式，并送到驱动电路以驱动TFT阵列。TFT阵列类似一个光电开关，当受数据信号控制时，它会调节背景灯的发光量，而调节TFT阵列中红、绿、蓝点的发光量就能产生彩色图像。它能够产生6位灰度级的262144种颜色。 触摸屏接口模块由触摸屏接口和触摸屏控制器件组成。触摸屏可选用良英股份有限公司的4线薄膜/玻璃电阻式触摸屏，触摸屏控制器件采用Burr-Brown 公司的ADS7843（或ADS7846）芯片，它是一个12位采样的模数转换器，带有一个同步串行接口和驱动触摸屏的低导通阻抗开关。工作电压为1.2伏，在

34、125kHz的速率下工作，功耗达750uW，而在暂停状态的功耗可低于0.5uW。低功耗、高速率和板上开关的特性使得该芯片适用于电池驱动应用。 彩色液晶VGA TFT-LCD和触摸屏 彩色液晶屏TFT-LCD功能结构框图触摸屏控制器功能结构框图彩色液晶VGA TFT-LCD和触摸屏功能框图GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的串行ADC模块由一个串行ADC器件和电压基准源组成。串行ADC器件采用Analog Devices公司的AD7476（或AD7477、AD7478）芯片，是一个8（或10、12）位、高速、低功耗的连续渐进模数转换器，工作电压为2.35伏到5.25伏，并产生1M

35、SPS的传输率。转换过程和数据获取可通过/CS信号和串行时钟来控制，并且可以与微处理器或DSP相接。在/CS信号下降沿采样数据的同时转换也开始，在这些过程中不存在线路延时。本实验平台出厂采用AD7476芯片，用户可根据自己的需要选配其他精度的芯片。串行ADC 串行ADC芯片功能框图串行ADC器件GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上的串行DAC模块由一个串行DAC器件和电压基准源组成。串行DAC器件采用Analog Devices公司的AD5302（或AD5312、AD5322）芯片，这一系列是双向8（10、12）位缓冲电压输出数模转换器，工作电压为2.5伏到5.5伏，片上的输出放

36、大器可使轨对轨输出摆幅的摆率为0.7V/us。串行DAC系列芯片使用30MHz时钟频率的多用途3线串行接口，并能兼容多种接口标准。低功耗工作模式下的使得本芯片适合于电池驱动应用。5伏下为1.5mW，3伏下为0.7mW，而低功耗省电模式下可降到1uW。实验平台出厂采用AD5302芯片，用户可根据自己的需要选配其他精度的芯片。 串行DAC 串行DAC芯片功能框图串行DAC器件GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上提供16X16点阵LED模块。采用的是STANLEY公司的MD1216C器件，可以显示各种数字、字母、特殊字符和图画。扫描控制电路从左上角像素点为起始点扫描，终止于右下角像素点

37、 16X16点阵LED模块 16X16点阵LED模块接口原理与引脚定义 GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上提供了多个电源转换芯片以及相应的转换电路，可以给基于不同工作电压的芯片提供稳定的工作电压。VCC3V3为FLASH、USB1.1接口、实验开发平台上的扩展口、触摸屏控制芯片、8路开关输入、16个LED显示灯、SD卡接口模块、VGA模块、RS232、RS485接口模块、IRDA红外串行接口模块、I2C E2PROM、I2C RTC、以太网接口模块、Buzzer蜂鸣器、10个共阳数码显示管、10个多功能按键、4X4按键阵列、16X16 LED点阵提供工作电压；VCC5V为SRA

38、M、FLASH、CAN总线模块、CF卡接口模块、并行DAC和ADC芯片、并行数据总线、LCD、PS2接口、实验开发平台上的板对板扩展口提供工作电压；VCC5VF为核心板的扩展口提供工作电压；VCC5VT为TFT彩色液晶屏提供工作电压； VCC12VP为开发平台的扩展口提供工作电压；VCC-12VP为LCD、开发平台扩展口提供工作电压；VCC12VT为TFT彩色液晶屏提供工作电压；VCC3V3A为audio模块提供工作电压；VCC5VA为并行ADC的放大器、audio模块和开发平台扩展口提供正输入电压；VCC-5VA为并行ADC的放大器提供负输入电压；VCC12VA为并行DAC、串行ADC和DA

39、C提供工作电压；VCC15VREG为开发平台扩展口提供工作电压。电源分配电路 GX-SOPC创新开发平台电源分配原理图GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上提供了多个板对板接口。采用的是MICROLEAF CONNECTORS公司的5072系列BTB超高速接插件。可方便用户利用开发平台上的各种资源，设计自己需要的功能，以扩展板的方式接入到开发平台上，如高速ADC或DAC模块、高速USB2.0和100M速率的以太网模块、视频输入输出模块、语音输入输出模块、直流电机和步进电机、DSP模块、CAN BUS通讯模块、ARM核心板、GPS通讯模块、GPRS通讯模块、RFID通讯模块等。高速板

40、对板插件接口 GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍精心为XILINX FPGA IP Core而设开发平台上提供的USB模块由USB收发器和USB连接头组成。USB收发器采用Fairchild公司的USB1T11AM（或ISP1103D）芯片它是一个单芯片的通用USB收发器，可使基于5.0伏或3.3伏的可编程标准逻辑器件与通用串行总线的物理层相连接。它可以全速（12Mbit/s）或低速（1.5Mbit/s）来收发串行数据。该芯片的输入输出信号都符合串行接口引擎标准，有了这种标准，设计者就可以制作带有现成逻辑的USB器件，并能修改和更新这些应用。 全速USB接口模块 全速USB接口原理图GX

41、-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍开发平台上提供两块CPLD配置控制器件来对相应的功能模块进行管理配置，其中一片采用Xilinx公司的XC95288XL芯片，用来对整个开发平台的各种模块进行管理配置；另一片采用Altera公司的EPM7064AE芯片，只负责USB Blaster下载电路的控制。开发平台上提供4个JTAG下载口和1个USB Blaster下载口。LAB_JTAG_PS_AS接口：支持核心板上Altera公司的FPGA芯片或CPLD芯片。USB Blaster接口：可通过MODEL_SEL第5位第8位这四个拨码开关进行选择，当四个开关全部拨下处于“ON”时，采用USB Blas

42、ter接口，当全部拨下处于“OFF”时，采用LAB_JTAG_PS_AS 接口；XC_PC_IV接口：支持核心板上Xilinx公司的FPGA芯片或CPLD芯片；XC_JTAG接口：提供XC95288XL芯片的下载配置接口，由于预配置了对整个开发平台的管理程序，所以一般不建议用户使用，以免造成不必要的损害；JTAG_PORT接口：提供EPM7064AE芯片的下载配置接口，同样也不建议用户使用。 配置芯片与下载线接口模块 GX-SOPC开发平台各硬件功能模块介绍 开发平台上提供了引针组“CLK_DIV”，可以输出不同的时钟频率，共有16个引针输出信号，具体输出频率如下表：时钟分频电路 引脚序号引脚

43、名字输出频率（Hz）1FRQH_Q024M2FRQH_Q112M3FRQH_Q26M4FRQH_Q33M5FRQH_Q5750K6FRQ_Q5655367FRQ_Q6327688FRQ_Q940969FRQ_Q11102410FRQ_Q156411FRQ_Q18812FRQ_Q20213FRQ_Q21114FRQ_Q230.2515FRQHH_Q025M（或50M）16FRQHH_Q112.5M（或25M）3、 GX-SOPC创新开发平台总体资源分配 下表是开发平台上使用的GX-SOPC-EP2C35核心板的引脚与GX-SOC/SOPC开发平台上的部分功能模块的引脚总体对应情况，有了这个表，用

44、户就方便用设计软件对所设计的模块进行引脚分配：BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述1user LED0AC10LED12user LED1W11LED23user LED2W12LED34user LED3AE8LED45user LED4AF8LED56user LED5AE7LED67user LED6AF7LED78user LED7AA11LED89user PB0Y11F110user PB1AA10F211user PB2AB10F312user PB3AE6F413PROTO4 IO0F6SW1A14PROTO4 IO1A21SW2A15PROTO4 IO2B

45、21SW3A16PROTO4 IO3B22SW4A引脚总体对应表（续1）BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述17serial DSRH19DSR COM118serial DTRH21DTR COM119serial CTSL23CTS COM120serial RTSAC15RTS COM121serial DCDK22DCD COM122serial TXDJ22TXD COM123serial RXDAB15RXD COM124serial CTSL23RI COM125PROTO4 IO4A22TXD COM226PROTO4 IO5A23RXD COM227PRO

46、TO4 IO6B23RTS COM228PROTO4 IO7D21CTS COM229hex 0AAE13HEX 1A30hex 0BAF13HEX 1B31hex 0CAD12HEX 1C32hex 0DAE12HEX 1D33hex 0EAA12HEX 1E34hex 0FY12HEX 1F35hex 0GV11HEX 1G引脚总体对应表（续2）BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述36hex 0DPU12HEX 1DP37hex 1AV14HEX 2A38hex 1BV13HEX 2B39hex 1CAD11HEX 2C40hex 1DAE11HEX 2D41hex 1

47、EAE10HEX 2E42hex 1FAF10HEX 2F43hex 1GAD10HEX 2G44hex 1DPAC11HEX 2DP45PROTO4 IO8C21KBDATA46PROTO4 IO9C22KBCLOCK47PROTO4 IO10C23LCD123 nC D48PROTO5 IO0E22LCD13 RD nWE49PROTO5 IO1D23LCD1 ES50PROTO6 IO23AB12RS485 422 H nF51PROTO5 IO2G21Q052PROTO5 IO3E23Q153PROTO5 IO4E24Q254PROTO5 IO5B24Q3引脚总体对应表（续3）BANK

48、对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述55PROTO5 IO6B25Q456PROTO5 IO7V21Q557PROTO5 IO8V20Q658PROTO5 IO9AE15Q759PROTO5 IO10AD15I2C E2P SCL60PROTO5 IO11AC14I2C E2P SDA61PROTO2 IO0AE24I2C RTC SCL62PROTO2 IO1T21I2C RTC SDA63PROTO2 IO2V22F564PROTO2 IO3AF23F665PROTO2 IO4AE23F766PROTO2 IO5AC22F867PROTO2 IO6AB21LED1 HEX068

49、PROTO2 IO7AD23LED1 HEX169PROTO2 IO8AD22LED1 HEX270PROTO2 IO9AC21LED1 HEX371PROTO2 IO10AD21LED2 HEX072PROTO2 IO11AF22LED2 HEX173PROTO2 IO12AE22LED2 HEX2引脚总体对应表（续4）BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述74PROTO2 IO13V18LED2 HEX375PROTO2 IO14W19LED3 HEX076PROTO2 IO15U17LED3 HEX177PROTO2 IO16U18LED3 HEX278PROTO2 I

50、O17AF21LED3 HEX379PROTO2 IO18AE21LED4 HEX080PROTO2 IO19AB20LED4 HEX181PROTO2 IO20AC20LED4 HEX282PROTO2 IO21AF20LED4 HEX383PROTO2 IO22AE20LED5 HEX084PROTO2 IO23AD19LED5 HEX185PROTO2 IO24AC19LED5 HEX286PROTO2 IO25AA17LED5 HEX387PROTO2 IO26AA18LED6 HEX088PROTO2 IO27W17LED6 HEX189PROTO2 IO28V17LED6 HEX2

51、90PROTO2 IO29AB18LED6 HEX391PROTO1 IO0E25FPGA BUS092PROTO1 IO1F24FPGA BUS1引脚总体对应表（续5）BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述93PROTO1 IO2F23FPGA BUS294PROTO1 IO3J21FPGA BUS395PROTO1 IO4J20FPGA BUS496PROTO1 IO5F25FPGA BUS597PROTO1 IO6F26FPGA BUS698PROTO1 IO7N18FPGA BUS799PROTO1 IO8P18FPGA BUS8100PROTO1 IO9G23FPG

52、A BUS9101PROTO1 IO10G24FPGA BUS10102PROTO1 IO11G25FPGA BUS11103PROTO1 IO12G26FPGA BUS12104PROTO1 IO13H23FPGA BUS13105PROTO1 IO14H24FPGA BUS14106PROTO1 IO15J23FPGA BUS15107PROTO1 IO16J24FPGA BUS16108PROTO1 IO17H25FPGA BUS17109PROTO1 IO18H26FPGA BUS18110PROTO1 IO19K18FPGA BUS19111PROTO1 IO20K19FPGA BU

53、S20引脚总体对应表（续6）BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述112PROTO1 IO21K23FPGA BUS21113PROTO1 IO22 K24FPGA BUS22114PROTO1 IO23J25FPGA BUS23115PROTO1 IO24J26FPGA BUS24116PROTO1 IO25M21FPGA BUS25117PROTO1 IO26T23FPGA BUS26118PROTO1 IO27R17FPGA BUS27119PROTO1 IO28P17FPGA BUS28120PROTO1 IO29T18FPGA BUS29121PROTO1 IO30

54、T17FPGA BUS30122PROTO1 IO31U26FPGA BUS31123PROTO1 IO32R19FPGA BUS32124PROTO1 IO33T19FPGA BUS33125PROTO1 IO34U20FPGA BUS34126PROTO1 IO35U21FPGA BUS35127PROTO1 IO36V26FPGA BUS36128PROTO1 IO37V25FPGA BUS37129PROTO1 IO38V24FPGA BUS38130PROTO1 IO39V23FPGA BUS39引脚总体对应表（续7）引脚总体对应表（续8）BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发

55、平台功能描述150PROTO6 IO8 V10PROTOB IO9151PROTO6 IO9V9PROTOB IO10152PROTO6 IO10AD6PROTOB IO11153PROTO6 IO11AD7PROTOB IO12154PROTO6 IO12AE5PROTOB IO13155PROTO6 IO13AF5PROTOB IO14156PROTO6 IO14AD4PROTOB IO15157PROTO6 IO15AD5PROTOB IO16158PROTO6 IO16AC5PROTOB IO17159PROTO6 IO17AC6PROTOB IO18160PROTO6 IO18AF4

56、PROTOB IO19161PROTO6 IO19AE4PROTOB IO20162PROTO6 IO20W8PROTOB IO21163PROTO6 IO21AB8PROTOB IO22164PROTO6 IO22AA9PROTOB IO23165PROTO2 IO30AC18PROTOB IO24166PROTO2 IO31AF19PROTOB IO25167PROTO2 IO32AE19PROTOB IO26168PROTO2 IO33AF18PROTOB IO27引脚总体对应表（续9）引脚总体对应表（续10）BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述187PROTO1 I

57、O1F24PROTOA IO1188PROTO1 IO2F23PROTOA IO2189PROTO1 IO3J21PROTOA IO3190PROTO1 IO4J20PROTOA IO4191PROTO1 IO5F25PROTOA IO5192PROTO1 IO6F26PROTOA IO6193PROTO1 IO7N18PROTOA IO7194PROTO1 IO8P18PROTOA IO8195PROTO1 IO9G23PROTOA IO9196PROTO1 IO10G24PROTOA IO10197PROTO1 IO11G25PROTOA IO11198PROTO1 IO12G26PROT

58、OA IO12199PROTO1 IO13H23PROTOA IO13200PROTO1 IO14H24PROTOA IO14201PROTO1 IO15J23PROTOA IO15202PROTO1 IO16J24PROTOA IO16203PROTO1 IO17H25PROTOA IO17204PROTO1 IO18H26PROTOA IO18205PROTO1 IO19K18PROTOA IO19引脚总体对应表（续11）BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述206PROTO1 IO20K19PROTOA IO20207PROTO1 IO21K23PROTOA IO212

59、08PROTO1 IO22K24PROTOA IO22209PROTO1 IO23J25PROTOA IO23210PROTO1 IO24J26PROTOA IO24211PROTO1 IO25M21PROTOA IO25212PROTO1 IO26T23PROTOA IO26213PROTO1 IO27R17PROTOA IO27214PROTO1 IO28P17PROTOA IO28215PROTO1 IO29T18PROTOA IO29216PROTO1 IO30T17PROTOA IO30217PROTO1 IO31U26PROTOA IO31218PROTO1 IO32R19PROT

60、OA IO32219PROTO1 IO33T19PROTOA IO33220PROTO1 IO34U20PROTOA IO34221PROTO1 IO35U21PROTOA IO35222PROTO1 IO36V26PROTOA IO36223PROTO1 IO37V25PROTOA IO37224PROTO1 IO38V24PROTOA IO38引脚总体对应表（续12）BANK对应管脚序号芯片上功能描述管脚名开发平台功能描述225PROTO1 IO39V23PROTOA IO39226PROTO1 IO40Y22PROTOA IO40227cf_POWERAD16CF POWERA228cf