黑金fpga-alin406用户手册

一 简 二 电 三 AS接 配置 FPGA供电引 FPGA时钟输入引 四 50M有源晶 五 复位按 六 七 EEPROM 八 PS/2接 九 实时时钟 十 数码 十一 串 十二 十三 蜂鸣 十四 RS485总线接 十五 SD卡 十六 扩展 P3扩展 P4扩展 十七 十八 按 十九 外部时钟输入接 二十 时钟输出接 FPGA2013发平台，但是我们不管是在PCB设计上，还是在整个构造上都花费了很多的心此款开发板使用的是ALERA公司的CYCLONEIV系列FPGA，型号为EP4CE6F17C8，是BGA封装256个引脚根据ALTERA的数据CYCLONEIV相对CYCLONEIII来说，功耗减少25%，如下图所示乘法器LAB：392；IO数量：179个；内核电压：1.15V-1.25V入接USB电接接接接的 蜂鸣 6位数码4个 时钟 入接 时钟 出接 晶JTAG AS 5VUSB时供电，同一时间，只能用式供电，否则可能烧坏电脑的USB接口。IICEEPROM256MbitSDRAMNIOS423.3V，3GND683.3VIO时接TFT模块和AD/DA模块等扩展模块。预留了JTAG口和AS口，可对FPGA进行调试和程序1路SD，支持SPI模式和SD卡4bit总线模式开发板电源的输入，可以通过电源插口和USBF1为自恢复保险丝。PCB4PCB，预留了独立的电源层和GND层，使得整个开发板的电源，具有非常好的稳定性。图2.2原理图中电源部三、

2.3前面已经介绍过了，我们所使用的FPGA型号为EP4CE6F17C8，属于ALTERA公司CYCLONEIV的产品。此型号为BGA封装，256个引脚。再次说明一下FPGA引脚的定义。很多人使用FPGA都是非BGA封装的，比如144引脚，208引脚的FPGA，他们的引脚定义是由数字组成，比如1到144，1到208等等，而当我们使用BGA封装的以后，引脚名称变为由字母+数字种形式的，就是代表了FPGA的引脚。说完这个，我们来看与FPGA有关系的各个部分的功能。图3.1为开发板所用的FPGA 图3.1FPGA实JTAG接口的作用是将编译好的程序（.sof）到FPGA中，由于是基于ram的一种结构，内部没有可以的FLASH，因此，通过JTAG口下3.2JTAGTCK,TDO,TMS,TDI信号。这四个信号直接由FPGA引脚引出。3.2原理图中JTAGASAS（.pof）固化到EPCS里（比如EPCS16前面已经了，由于FPGA内部没有FLASH，们通过AS口，将FPGA的程序到M25P16中，上电以后，FPGA会将M25P16FPGAFPGA决了FPGA掉电丢失的问题了。图3.3为原理图中AS接口部分。3.3原理图中ASM25P1（EPCS16对于FPGA中的程序来说，这个容量绰绰有余的。同时他还可以软核

3.4原理图中M25P16FPGA3.5M25P16（ASJTAG3.5接口及M25P16FPGAVCCIO1FPGABANK1VCCIO2FPGABANK2VCCIO3...VCCIO8FPGABANK，我们都结了可以看FPGA的3.6FPGAFPGA的开发板外接的50M有源晶振，就是用的这部分引脚，如图3.7所示。50M3.750M了FPGA的E1引脚。图4.2为有源晶振实物图4.150M4.250MFPGA5.1，当按键按下时，低

5.1复位按键5.2复位引脚实物图FPGA六、开发板板载了一片SDRAMHY57V2562GTR，容量：（16M*16bit，16bit电脑中的内存条，是整个FPGA的缓存区，可以暂存数据。当我们使用NIOSII软核的时候，由于占用的资源多，FPGA内部的ONCHIPRAM需求，速和高性价比，我们选择它，也有其实用性。连接方式，图6.1所示6.1SDRAM6.2SDRAM6.2SDRAMFPGA七、EEPROM4Kbit2*256*8bit2256byteblockIICEEPROM了学习IIC总线的通信方式。EEPROM一般用在仪器仪表等设计上，用作一些择。图7.1为EEPROM的原理图FPGAPS/2PS/2接口是一种已经被“抛弃”的接口，早被广泛用于台式机的鼠标USB1987IBM8.2PS/2FPGA九、实时时钟开发板板载了一片实时时钟RTC，型号DS1302，他的功能是提供到2099年内的日历功能，年月日时分秒还有星期。如果系统中需要时间的话，那RTC32.768KHz精确的时钟源给时钟，这样才能让RTC可以准确的提供时钟信息给产品。时钟供电，图9.1中为U7为电池座，纽扣电池（型号CR1220，电压为3V）放入以后，当系统掉电池，纽扣电池还可以给DS1302不管产品是否供电，DS1302间信息。图9.1为DS1302原理图9.2DS13029.2DS1302FPGA10.110.1数码管的段结构六位一体数码管的相同的段都接在了一起，一共是8个引脚，然后加上个控制信号引脚，一共是1410.2所示，其中DIG[0..7]是对应数A,B,C,D,E,F,G,HDP)；SEL[0..5]是六个数码管的六个控制引脚，也

10.2数码管原理图10.3数码管实物图FPGA十一、串口11.111.1串口原理图11.2串口实物图否有数据接受，如图11.3所示，

11.3串口信号指示灯FPGA十二、VGAVGA最主要的接口，从块头巨大的CRT显示器时始，VGA接口就被使用，并且一直沿用至今，另外VGA接口还被称为D-Sub接口。VGAD15较重要的是3RGB2HSYNCVSYNC引脚1、2、3分别为红绿蓝三基色模拟电压，为0~0.714Vpeak-peak（峰75图12.1VGA信号传输示意3RGB和2跟扫描同步信号HSYNC和VSYNC。需要进行模拟-数字转换即DAC功能。实现DAC我们可以选用的，但是那样价格昂贵，这里我们选用R-2R电阻网络作为DAC，从最然如果在要求较高的场合，是必须选用与用DAC的。16bit真彩色显示，可以显示2^16=65536种颜色，RGB分别占的位数5：6：5565就用红色5位来说明R-2R的选取。由于DAC是一个线性的模型，所以当红色5bit输出都是高电平的时候，我们需要得到0.714V的电压，拓扑结构如图12.3所示。图12.3R-2RDAC模式拓扑结(Rx+75)/3.3=75/0.714RaRa//2Ra//4Ra//8Ra//16Ra=Rx12.4VGARGBFPGA十三、蜂鸣器可以把跳帽去掉即可。原理图如图13.113.1蜂鸣器原理图

13.2蜂鸣器原理图FPGA十四、RS485输距离和多站能力等优点。逻辑“1”以两线间的电压差为+（2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS-232-C电路连接。数据最高传输速率为10Mbps，采用平衡驱动器和差分的组尺（1219300012814.114.1RS48514.2RS485图14.3为RS485接口实物图

FPGA十五、SDSD卡(SecureDigitalMemoryCard)是一种基于半导体闪存工艺的卡，1999年由松下主导概念，参与者东芝和SanDisk公司进行实质研发而完成。2000年这几家公司发起成立了SD(SecureDigitalAssociation简称SDA)，阵容强大，吸引了大量厂商参加。其中包括IBM Motorola，NEC、Samsung等。在这些厂商的推动下，SD卡已成为目前消费数码设SD卡是现在非常常用的设备，我们扩展出来的SD卡，支持SPI模式和SDSD卡为大卡的，不支持MicroSD卡（可以通过大卡托使用。原理图如图15.1所示。15.2SD

15.1SD

15.2SDSDSPI十六、扩展口开发板一共扩展口了2405V13.3V23IO34IO为68个，这些IO口都是独立的IO口，没有跟其他设备复用。P3P316.116.1P316.2P316.31,2口的左边（注意PCB上的标识。

图16.3P3接口连接扩展口方向指示FPGAFPGA1234567