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fpga芯片,FPGA简介及初学者如何挑选FPGA开发板

发布时间:2023-08-29 21:14:38编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对fpga芯片,FPGA简介及初学者如何挑选FPGA开发板不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

fpga芯片,FPGA简介及初学者如何挑选FPGA开发板

FPGA是现场可编程门阵列,属于可编程逻辑器件的一种。随着技术的进步和EDA设计工具的不断发展,FPGA的门槛(学习成本和价格成本)越来越低,已经成为实现数字系统的主流平台之一。

FPGA的集成度越来越高,但相应的功耗和成本却在降低,这使得它被广泛应用于各个领域,就像蝴蝶效应一样。更多的应用领域也促使FPGA厂商对产品的划分越来越细致。对于产品来说,这是好事,但对于硬件工程师来说,好处是可以按需选择,节省成本,但也意味着器件选择和资源评估需要更加谨慎。

当工程师选择FPGA开发板时,首先要问的是我们能得到什么,我们要用它做什么?对于初学者来说,FPGA还是相当让人望而生畏的,但是如果有一个好的评估板作为开头,会达到事半功倍的效果。或许FPGA入门并没有传说中那么难。今天,艾班。com将推出AVNET推出的通用低成本FPGA开发套件——,Artix-7 50T FPGA评估套件。

Artix-7器件在28nm工艺下实现了低成本、低功耗,经过优化后,在设计上可以达到性能和功耗的最佳结合。此外,Artix-7设备具有非常显著的特性,集成了AMS、收发器等功能,可广泛应用于软件定义无线电、机器视觉摄影、低端无线回程等领域。纸板预览

现在,让我们实际看看Artix-7 50T评估套件。

除了评估板,包装盒还配有一根网线和两根MicroUSB线。有些人可能会奇怪为什么会有两根MicroUSB线。其实一个是用于串口输出和供电的(如果没有相应的适配器,也可以考虑直接通过电脑的USB接口供电,可以提供500mA左右的电流,基本可以满足板卡的大部分应用需求。如果板连接器连接了太多的外围设备,您也可以通过电源插座(J13)的外部DC供电。

),另一个用于下载调试板卡,不提供供电功能。

板子是暗红色的PCB板,整体不算太大,成人手掌大小,做工非常扎实。Artix-7 50T FPGA评估套件的手册等资料可在AVNET官网免费下载。值得一提的是,AVNET提供了一套完整的板卡电路图,对于了解和入手Artix-7系列FPGA芯片的电路设计是一个非常好的参考。

值得一提的是,Artix-7 50T FPGA评估套件提供了六个Pmod连接器,每个连接器包括两个电源信号、两个低电平信号和八个I/O信号。Pmod连接器主要连接一些低速的外部模块,管脚很少。应当注意,从PCB到Pmod连接器的信号路由不考虑阻抗和信号匹配。目前市场上有各种各样的Pmod外围模块,设计人员可以根据需要灵活选择,大大提高了扩展性能。

下面重点说一下板上的主FPGA芯片,具体型号为XC7A50T-1FTG256C。XC7A50T-1FTG256C属于Artix-7系列FPGA中的中级配置型号,包括52160个逻辑单元,120个DSP片,2700Kb存储器,4个GTP收发器等。请参考下表了解详细的配置参数。接下来,我们进入正题。

Artix-7 50T FPGA评估套件非常简单,使用非常方便。两根micro-USB线什么都能做,一根供电,不需要额外的稳压电源或者变压器,对于工程师来说真是福音。另一个用于下载调试,不需要额外的模拟器,方便工程师开发。

通过MicroUSB接口给板通电后,可以看到需要安装板载USB转串行芯片驱动。这个芯片是硅实验室的CP210X系列,很常见。可能很多工程师的电脑上都有这个芯片的驱动。不然我们也可以在网上找驱动,安装后就可以看到对应的串口了。要使用板卡的内置演示程序,需要用到板卡的串口功能。

将波特率设置为115200,8位,无奇偶校验位和1个停止位,并重置板以查看串行输出。板卡的内置程序用于验证板卡的功能,包括I2C、DDR3、LED、开关和按键。笔者一一尝试过,这五个功能的实现都没有问题。1 I2C测试2 DDR 3内存测试3 LED测试4 Dip开关读取测试5按键开关读取测试板卡内置的例程可以帮助用户尽快熟悉板卡功能,还是很有意义的。开发环境

Artix-7 50T FPGA评估套件可以选择Xilinx的官方EDA设计工具Vivado,这是一个非常强大的工具,但是很遗憾需要lince来使用它的所有功能,而且完整的安装包极其庞大,11GB以上的容量有点吓人。目前官方也推出了web安装包,非常方便,可以简单的选择自己最需要的设备。如果你安装了这个程序,你可以去官网下载。

但不建议网络不好的用户使用网页安装盘。安装中途很容易卡死,可能要从头再来。这确实有点亏。或许直接下载离线安装包比较适合你。

对于刚接触VIVADO工具的用户来说,可能会遇到很多问题,比如软件的配置,基本功能的使用。好在Artix-7 50T FPGA评估套件提供了类似于“手把手”的教程指导,用户可以一步步往下走。首先在Vivado工具中安装Artix-7 50T FPGA评估板的定义文件7a 50T _ board _ definition _ files _ VIVADO(该文件在AVNET官网提供),将该文件夹中的内容复制到VIVADO软件artix7的文件夹目录中。

安装完成后我们就可以用它来生成基于MicroBlaze软核处理器的设计项目了,从VIVADO设计工具新建项目。

在Boards下面我们可以找到Artix-7 50T FPGA评估套件。

按照官网提供的使用指导手册(使用指导)流程做下去,过程很详细,本文就不累述了。

值得注意的一点时,当完成设计,想通过板载的仿真器下载编译完成的文件时,会使用到另一个MicroUSB接口的COM口,与USB转串口的方式不同,需要区别对待,其中COM口驱动的话在安装VIVADO工具时会提示安装。

另外,Artix-7 50T FPGA评估套件还包括其他的相关Demo资源,比如LwIP、Proximity_Sensor等应用,本文由于篇幅限制,板卡的众多功能来不及一一展示,对这方面有兴趣的工程师可以点击“查看原文”查看。

小结

不得不提,Artix-7 50T FPGA 评估板是一套非常完整的系统开发工具套件,更是一个通用原型设计和测试的好帮手,它将嵌入式处理器系统所需的所有功能和接口都集成到XC7A50T-1FTG256C芯片上,适合那些对MicroBlaze软处理器或Artix-7 FPGA感兴趣、对低功耗平台有需求的嵌入式工程师。

Artix-7 50T FPGA 评估板无论是从评估工业以太网协议到集成多传感器、或是到运行基于Linux 的Web 服务器,都可以帮助工程师验证新的设计理念。

以上知识分享希望能够帮助到大家!