MKR Vidor 4000一款拇指型的FPGA开发板VIP

MKRVidor4000一款拇指型的FPGA开发板ArduinoMKRVidor4000的出现确实让我挺意外的，为何？因为它是一款FPGA开发板。众所周知，Arduino最深入人心的东西就是其简单的入门，快速的开发，这种特性很好的体现在它的硬件以及开发工具上，因此，Arduino一度成为刚接触嵌入式编程的学生或者工程师群体，甚至是电子业余爱好者的首选。MKRVidor4000作为一款拇指型的开发板，小巧精致是它固有的特性，这是优点，同时也是缺点。优点在于没有复杂的硬件，上手理解应该会比较简单；而缺点则是因为太过简单，所以注定不可能搭载很多功能，而且更多的功能实现都需要靠外接其它功能外设支持，成本花销会很大。不过对于MKRVidor4000来说，这种缺点不明显，为何？因为它不像其它的Arduino开发板一样搭载纯粹的MCU，MKRVidor4000搭载英特尔FPGA与MicrochipMCU相结合，其特有的属性让它变得非常灵活又难能可贵，比如它可以做以往Arduino系列板卡做不到的事情，处理高速的音频、视频信号。从我见到MKRVidor4000的第一眼开始就知道这个板子非常适合作为原型开发，当你了解清楚这板子的功能后完全可以基于此做应用级的开发，板子搭载的众多丰富接口都有配套的外设模块，有钱就买买买，当然没钱的话玩玩单板其实也是可以的，毕竟FPGA的无限可编程性还是能给大家留下一个预期。Vidor4000的外设接口分布如下图所示：Vidor4000板子的背面很简洁，主要是板卡的电源管理部分。而对应的另一侧则是miniPCIe接口，这在Arduino的开发板上还属于十分罕见，也是因为这个接口的原因，很多应用可以直接基于Vidor4000做原型开发。板子PCB上也贴心的开了两个U型凹槽用于螺丝固定，真正方面那些需求融合进自己产品设计的用户。在靠近MicroUSB接口处有两颗电源芯片，一颗为TI的bq24195L，集成了开关模式电池管理和系统电源路径管理，可以应用于各类移动电源、平板电脑和其他便携式设备的单节锂离子和锂聚合物电池，在这块板子上，当同时存在电池与USB供电的时候，通过内部开关会自动切换为USB供电；另一颗为英特尔的EZ6301QI，这是一款可扩展的多输出PowerSoC，集成了3个独立电源：一个1.5ADC-DC降压转换器（包含集成式电感器）和两个300mA的线性稳压器，如下图所示，仅需少量的外围器件就可以组成Vidor4000所需要的电源系统。板子正面的5VMicroUSB供电接口，外接I2C模块接口以及锂电池供电接口。另一侧则是几个比较“高端”的接口，miniPCEIe、MiPiCSI、MicroHDMI。这种接口一般在Arduino的MCU开发板上基本不会存在，但在Vidor4000上齐全了，这主要依托于板载的这颗IntelCyclone10FPGA，因此板子上的miniPCIe接口所涉及到的引脚都是FPGA的可编程IO口，用户可以自己定义需要的接口信号，非常灵活，也易于嵌入式到现有的产品中去。英特尔的CycloneFPGA具体型号为10CL016YU256CBG，包含16K逻辑单元，504KB嵌入式RAM和56个18x18bitHW乘法器，用于高速DSP。每个pin脚都可以在150MHz以上速度进行切换，并可配置为UART，（Q）SPI，高分辨率/高频率PWM，正交编码器，I2C，I2S，SigmaDeltaDAC等功能。如果您本身熟悉FPGA开发，那么毫无疑问你对Verilog，VHDL和RTL都不陌生。虽然Vidor的工具链提供了对这些语言的支持，但这肯定不是它原本的目的，要不然用户为何要选择这个Arduino的FPGA开发板（市面上更多功能，更强性能的FPGA开发板多的是），而且，这样的话将Arduino的生态置于何处？Vidor4000的目的显然是让任何人都可以更轻松配置FPGA，玩转FPGA，所以传统的FPGA开发方式肯定不是Vidor4000想传达给用户的，这点很重要，也就是说，你可以将Vidor看作是一个使用FPGA的平台，而不是一个学习FPGA的平台。真要学习FPGA的朋友，推荐使用爱板网评测过的另一款小脚丫FPGA比较合适。官方为MKRVidor4000开发板提供了不少库以及IP，如MIPI相机输入、DVI输出、120MHzDAC、QR码跟踪器、PWM、四编码器、I2C，I2S，SPI和UART、FFT、FIR滤波器，所以，我们可以直接拿来使用。除了此demo外还有不少关于摄像头输入和HDMI输出的demo，相较之下还比这个二维码检测的demo少了些许功能，而在图像输出上也没什么提升，所以不再演示了。从Vidor4000提供的一些demo不难发现基本上都是关于一些IP的使用，明白我意思不，这个所谓的“使用”