FPGA开发板EP1C12用户手册(一版)
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目 录
第一章综述 (1)
EP1C12核心板资源介绍 (1)
FPGA开发板资源介绍 (2)
第二章 系统模块功能介绍 (5)
EP1C12核心板模块说明
EP1C12F324C8芯片说明 (7)
NOR FLASH模块说明 (8)
SRAM模块说明 (9)
FPGA接口I/O说明 (10)
调试接口JTAG、AS说明 (11)
其它功能模块 (12)
EP1C12核心板使用注意事项 (15)
FPGA开发平台模块说明
液晶显示模块 (17)
RTC实时时钟模块 (19)
USB接口模块 (19)
音频CODEC接口模块 (20)
EEPROM存储模块 (21)
数字温度传感器模块 (22)
其它功能模块 (23)
FPGA开发平台使用注意事项 (24)
附表一
核心板载资源与FPGAEP1C12I/O接口对照表 (25)
附表二
EP1C12与开发板硬件资源I/O接口对照表 (30)
第一章综述
FPGA开发来台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EP1C12、SOPC开发平台和扩展板构成,根据用户不同的需求配置成不同的开发系统。
EP1C12核心板
EP1C12核心板为基于Altera Cyclone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:
1主芯片采用Altera Cyclone器件EP1C12F324C8
2EPCS4I8配置芯片
34个用户自定义按键
44个用户自定义LED
51个七段码LED
6标准AS编程接口和JTAG调试接口
750MHz高精度时钟源
8三个高密度扩展接口
9系统上电复位电路
10支持+5V直接输入,板上电源管理模块
系统主芯片采用324引脚、BGA封装的E1C12 FPGA,它拥有12060个LE,52个M4K 片上RAM(共计239616bits),2个高性能PLL以及多达249个用户自定义IO。同时,系统还可以根据用户不同的设计需求来更换其它不同系列的核心板,如: EP1C6、EP2C20、EP3C25等。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。
图1-1 EP1C12核心板系统功能框图
FPGA开发板
FPGA开发平台提供了丰富的资源供学生或开发人员学习使用,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、VGA接口、RS232接口、USB接口、PS2键盘/鼠标接口、1-Wire接口等;存储模块包括EEPROM存储器模块等;数据转换模块包括串行ADC、 DAC以及音频CODE等;人机交互显示模块包括8个按键、16个LED发光二极管显示、1602字符型点阵LCD、8位动态7段码管、实时时钟、SD卡等。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。
EDA/SOPC实验开发平台提供的资源有:
1、标准配置核心板为EP1C12核心板(核心芯片为EP1C12F324C8)。可更换
EP2C20F484C8等其它核心板。
2、1602字符型液晶点阵。
3、RTC,提供系统实时时钟。
4、1个256色VGA接口。
5、1个标准串行接口。
6、1个USB设备接口,利用PDIUSBD12芯片实现USB协议转换。
7、基于SPI或IIC接口的音频CODEC模块。
8、1个蜂鸣器输出模块。
9、2个PS2键盘/鼠标接口。
10、串行ADC和串行DAC模块。
11、IIC接口的EEPROM存储器模块。
12、基于1-Wire接口的数字温度传感器。
13、8位动态七段码管LED显示。
14、16个用户自定义LED显示,8个用户自定义按键输出。
15、一个SD卡接口模块。
16、扩展接口,供用户高速稳定的自由扩展。
图1-2 FPGA系统平台功能框图
第二章 系统功能介绍
核心板系统功能介绍
本节将重点介绍SOPC-NIOSII-EP1C12核心板上所有的组成模块及其电路原理。图2-1是整个核心板的模块布局图,表2-1是对应的组成部分及其功能的简单描述。
图2-1 SOPC-NIOSII-EP1C12布局图
序号名称功能描述
主芯片EP12C12F324C8
U1 Cyclone
II
存储单元
Mbits主动串行配置器件
U2 EPCS416
416
U3 NOR Flash 8 Mbytes线性Flash存储器
U4,U5 SRAM
两片组成1 Mbytes,即256K×32bits
接口资源
JP1-JP3 扩展接口出了板上固定连接的IO引脚,还有多达180个左右的用户自定义IO口通过不同的接插件引出,供用户进行二次开发
JP4 JTAG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
JP5 AS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
BT1-BT4 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
RESET 复位按键该按键在调试Nios II CPU时,可以作为复位信号,当然也可以由用户自定义为其它功能输入
LED1-LED4 自定义LED 4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
7SEG-LED 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
J1 直流电源输入直流电源适配器插座,适配器要求为+5V/1A U6,U7 电源管理负责提供板上所需的3.3V和1.2V电压
表2-1 系统组成部分及其功能描述