EDA用户使用手册及引脚.docx
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1、EDASOPC系统开发平台用户使用手na册北京百科融创教学仪器设备有限公司第一章综述3第二章系统模块72.1系统组成72.2模块介绍92.3使用注意事项: 352.4SOPC-NIOSIIEDA/SOPC 系统开发平台说明36第一章综述SOPC-NIOSII EDA/SOPC实验开发系统是根据现代电子发展的方向,集EDA和SOPC系统开发为一体的综合性实验开发系统,除了 满足高校专、本科生和研究生的SOPC教学实验开发之外,也是电子 设计和电子项目开发的理想工具。整个开发系统由核心板SOPC-NiosII-EP2C35、系统板和扩展板构成,根据用户不同的需求 配置成不 同的开发系统。SOPC-
2、NiosII-EP2C35开发板为基于 Altera Cyclone II器件的嵌入 式系统开发 提供了一个很好的硬件平台,它可以为开发人员提供以下 资源:拥有33216个逻辑单元和483840 bits片上存储单元Cyclone II EP2C35F672C8 FPGA16 Mbits的EPCS16配置芯片1 Mbytes SRAM32 Mbytes SDRAM口 8 Mbytes NOR Flash ROM口 64 Mbytes NAND Flash ROM口 RS-232 DB9 串行接口口 USB2.0设备接口10BASE-T J45 接口口多路音频CODEC接口口 4个用户自定义按键
3、口 4个用户自定义LED口 1个七段码LED口 标准AS编程接口和JTAG调试接口口 50MHz高精度时钟源口两个高密度扩展接口(可与配套实验箱连接)口两个标准2.54mm扩展接口,供用户自由扩展系统上电复位电路口支持+5V直接输入,板上电源管理模块SOPC-NiosII-EP2C35开发板是在经过长期用户需求考察后,结合 目前市面上以及实际应用需要,同时兼顾入门学生以及资深开发工程 师的应用需求而研发的。就资源而言,它已经可以组成一个高性能的 嵌入式系统,可以运行目前流行的RTOS,如uC/OS、uClinux等。 系统主芯片采用672引脚、BGA封装的EP2C35FPGA,它拥有 3321
4、6 个 LE,105个 M4K 片上 RAM (共计 483840bits),35 个 18X18硬件乘法器、4个高性能PLL以及多达475个用户自定义 IO。板上提供了大容量的SRAM、SDRAM和Flash ROM等以及常 用的RS-232、USB2.0、RJ45接口和标准音频接口等,除去板上已 经固定连接的IO,还有多达260个IO通过 不同的接插件引出, 供用户使用。所以,不管从性能上而言,还是从系统灵活性上而言, 无论您是初学者,还是资深硬件工程师,它都会成为您的好帮手。50MHz高精度时钟1 Mbytes SRAM高效电源管理iVccD-TTl.232 Mbytes SDRAMI
5、Vcc 10JTAG调膨口8 MbytesNCR Flash ROM您编程接口Cyclone IIEP2C35F672C864 MbytesNAND Hash ROM扩展接口4用户自定义按键4用户自定义LED设备接口自定义七段码管10BASE-T RJ451-1系统功能框图手动复位标准音频CODECSOPC-NIOSII EDA/SOPC实验开发平台提供了丰富的资源供学生或开发人员学习,资源包括接口通信、控制、存储、数据转换以及人机 交互显示等几大模块,接口通信模块包括SPI接口、IIC接口、视频接 口,RS232接口、网络接口、USB接口、标准并口、PS2键盘鼠标接 口、1 -Wire接口等
6、;控制模块包括直流电机、步进电机等;存储模块包括CF卡、IDE硬盘、SD卡等;数据转换模块包括串行ADC、 DAC、高速并行ADC、DAC以及数字温度传感器等;人机交互显示模 块 包括8个按键、8个开关、4X4键盘阵列、640X480图形点阵 LCD、8位动态7段码管、16X16点阵以及交通灯等;另外片上还提 供了一个简易模拟信号源和多路时钟模块。上述的这些资源模块既可以满足初学者入门的要求,也可以满足开发人员进行二次开发的要求。SOPC-NIOSII EDA/SOPC实验开发平台提供的资源有:配套开发板为SOPC-NIOS II-EP2C35 (核心芯片为 、EP2C35F672C8)640
7、X480超大图形点阵液晶屏口 RTC,提供系统实时时钟口 1个直流电机和传感器模块1个步进电机模块A4.一1个VGA接口口 1路视频输入和视频输出接口口 1个标准串行接口口 1个以太网卡接口,利用RTL8019AS芯片进行数据包的收发 口 1个USB设备接口,利用PDIUSBD12芯片实现USB协议 转换SD卡接口,可以用来接SD卡或MMC卡口基于SPI或IIC接口的音频CODEC模块口 2个PS2键盘/鼠标接口口 1个交通灯模块口 CF卡和IDE硬盘接口串行ADC和串行DAC高速并行8位ADC和DAC触摸屏控制器 -IIC 接口的 EEPROM基于1-Wire接口的数字温度传感器扩展接口,供
8、用户自由扩展口 1个红外收发模块1个数字时钟源,提供24MHz、12MHz、6MHz、1MHz、100KHz、10KHz、1KHz、100Hz、10Hz和1Hz等多个时钟1个模拟信号源,提供频率在808KHz、幅度在03.3V可 口调的正弦波、方波、三角波和锯齿波1个16X16点阵LED显示模块个4X4键盘输出阵列 位动态七段码管LED显示 个用户自定义LED显示 个用户自定义开关输出 个用户自定义按键输出第二章系统模块2.1系统组成本节将重点介绍开发板上所有的组成模块。图2-1(a)是整个开发板的模 块布局图,表2-1(b)是对应的组成部分及其功能的简单描述。表2-1系统组成部分及其功能描述
9、序 号名 称功 能 描 述U1Cyclone II主芯片 EP2C35F672C8存 储 单 元U13,U14SRAM两片组成 1 Mbytes,艮口 256KX32bitsU7SDRAM32 Mbytes SDRAM (16M X 16bits)U15NOR Flash8 Mbytes线性Flash存储器U9NAND Flash64 Mbytes非线性Flash存储器U10EPCS1616 Mbits主动串行配置器件接 口 资 源U11,J7RS-232标准9针串口U10,J8USB高速USB2.0设备接口U4,J5网络接口10BASE-T RJ45 以太网接口U2,J1J4音频接口高性能音
10、频CODEC,包括音频输入、输 出、MIC输入以及耳机输出等接口JP3 JP6扩展接口出了板上固定连接的IO引脚,还有多达 260个用户自定义IO 口通过不同的接插件 引出,供用户进行二次开发JP1JTAG调试接口供用户下载FPGA代码,实时调试Nios II CPU,以及运行Quartus II提供的嵌入式逻辑分析仪SignalTap II等JP2AS编程接口待用户调试FPGA 成功后,可通过该接口 将FPGA配置代码下载到配置器件中人 机 交 互S1 S4自定义按键4个用户自定义按键,用于简单电平输入, 该信号直接与FPGA的IO相连S5复位按键该按键在调试 Nios II CPU时,可以
11、作 为复位信号,当然也可以由用户自定义为 其它功能输入D1 D4自定义LED4个用户自定义 LED,用于简单状态指示,LED均由FPGA的IO直接驱动DS1七段码LED静态七段码LED,用于简单数字、字符显 示,直接由FPGA的IO驱动时 钟 输 入U8晶振高精度50MHz时钟源,用户可以用FPGA 内部PLL或分频器来得到其它频率的时钟电 源J6直流电源输入直流电源适配器插座,适配器要求为U5,U6电源管理惊责提供板上所需的3.3V和1.2V电压2.2模块介绍下面对板上的各个模块及其硬件连接作详细说明。Cyclone II EP2C35 FPGA(U1)继Altera公司成功推出第一代Cyc
12、lone FPGA后,Cyclone 一词便 深深的烙在广大硬件工程师心中,一时间它便成为低功耗、低价位以及 高性能的象征。然而在去Altera公司再一次发布第二代Cyclone FPGA, 与第一代相比,加入了硬件乘法器,同时内部存储单元数量也得到了进 一步的提升,相信Cyclone II比它的鼻祖Cyclone而言,会表现出更加 出色的性能本开发板上采用的FPGA是EP2C35F672C8,它便是Altera Cyclone II系列中的一员,采用672引脚的BGA封装,表2-2列出了 该款FPGA的所有资源特性。Les33,216M4KMemory所有RAM18X18硬件乘法器PLLs4
13、用户可用I/O表2-2EP2C35F672C8资源列表1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 14 15 16 1718 19 20 21 22 23 24 25 26A OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOE OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOC OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOD OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOE OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOF OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOG OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOH OOOOOOOOOOO
14、OOOOOOOOOOOOOOOJ OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOAA OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO AB OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO 虻 OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO AD OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO AE OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO AF OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO图2-2EP2C35F672C8芯片管脚示意图如图2-2所示EP2C35的管脚名称行列合在一起来表示。行用英文 字母表示,列用数字来表示。通过行列的组合来确定是哪
15、一个管脚。如 A2表示A行2列的管脚。AF3表示AF行3列的管脚开发板上提供了两种途径来配置FPGA:使用Quartus II软件,配合下载电缆从JTAG接口下载FPGA所 需的配 置数据,完成对FPGA的配置。这种方式主要用来调试FPGA 或Nios II CPU,多在产品开发初期使用使用Quartus II软件,配合下载电缆,通过AS接口对FPGA配置器 件进行编程,在开发板下次上电的时候,会完成对FPGA的自动配置。 这种模式主要用来产品定型后,完成对FPGA代码的固化,以便产品能 够独立工作。SRAM (U13,U14)开发板上的SRAM由2片3.3V CMOS静态RAM IDT71V
16、416组成容量为 256KX32bits的存储空间,高速度SRAM和高带宽数据总线,保证了 NiosII CPU可以工作在非常高效的状态。本开发板所用的SRAM为-10等级 的,这就意味着Nios II CPU可以在32位总线带宽情况下,以100MHz的速 度进行读写操作,数据吞吐率高达到400Mbyets/S。SRAM与?6人的硬件 连接见表2-3。FPGA引脚U13引脚U14引脚信号说明AE2511A0AD2422A1AD2533A2AC2544A3AC2655A4AB251818A5Y251919A6Y262020A7U242121A8W252222A9W262323A10V252424
17、A11V262525A12U252626A13U262727A14T244242A15AB264343A16R254444A17AA237/D0AA248/D1Y239/D2Y2410/D3W2413/D4V2314/D5V2415/D6U2316D7W2129/D8V2230/D9U2031/D10U2132/D11U2235/D12T1736/D13T1837/D14T1938/D15R17/7D16R19/8D17R20/9D18R24/10D19P17/13D20P23/14D21P24/15D22N18/16D23N20/29D24N23/30D25N24/31D26M19/32D2
18、7M2035D28M21/36D29M22/37D30M23/38D31T2139/BE0T2040/BE1M24/39BE2P18/40BE3T224141OE#Y221717WE#Y2166CS#表2-3 SRAM 与FPGA的硬件连接注:1)7表示没有连接。2)#表示低电平有效。3) SRAM 的数据线(D0D7)和地址线与NOR Flash共同占用FPGA IO。SDRAM (U7)开发板上使用的SDRAM为HY57V561620BT-6,该芯片最高可工作 在166MHz主频上,由4个4MX16bits的Bank组成,共有32Mbytes的容 量,即16MX16bits。开 发板上的主
19、时钟源为50MHz,通过内部PLL进 行3倍频可得到稳定的150MHz时钟,所以Nios II CPU可以在150MHz 主频上与SDRAM进行数据交互,数据吞吐率高达300Mbytes/S,如此高 的数据交互能力,足以满足不同开发人士所需。SDRAM与FPGA的硬 件连接见表2-4。表2-4FPGA引脚U7引脚信号说明AB323A0AB424A1AC325A2AD326A3AE229A4AD230A5AC231A6AC132A7AB233A8AB134A9AA422A10AA235A11AA136A12Y520BA0AA321BA1P32D0P44D1R35D2R47D3T38D4T410D
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- 关 键 词:
- EDA 用户 使用手册 引脚
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