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【電路佈局】
SF-CY3核心板除了一顆昂貴的FPGA芯片外,電源、復位、時鐘、JTAG一個不能少。我們這可顆芯片的電源有三檔,即3.3V、2.5V和1.2V。3.3V是供給FPGA的I/O電壓,也是系統的其他外設芯片(如SDR SDRAM和SPI FLASH)的電源電壓;2.5V是供給JTAG電路和FPGA的PLL電源所需要的;1.2V則是FPGA的內核電壓。使用的時鐘是25MHz,有人說這麼低,不夠用的?非也,FPGA內部的PLL就是專門負責管理時鐘的,它可以對外部輸入的25MHz時鐘倍頻或分頻,甚至非整數倍的倍頻或分頻也能夠辦到。JTAG是用於PC和FPGA連接的電路,PC上的Quartus II下載燒錄就是通過這個接口。
另外,有兩顆存儲器,SPI FLASH是用來給FPGA做配置芯片的,我們都知道FPGA是基於RAM結構的,下電後不能夠保存,所以需要配一顆非易失的FLASH用於存儲FPGA的配置數據,當FPGA上電後,它本身是空白的,但是通過專有的SPI接口連接到SPI FLASH將數據搬運到RAM上,然後FPGA就RUN起來了。SDR SDRAM是用於做擴展使用的,它既可以作為NIOS II處理器的RAM運行程序,也可以作為後續LCD等需要實時大數據量存儲的應用。另外,上下兩個32PIN的連接器,分別引出23個I/O管腳,將來各種擴展辦卡就通過他們做文章了。
前面已經看過SF-CY3核心板的硬件框圖,下面我們通過實物照片來認識下各個元器件。
在過去,衡量一個邏輯器件的資源情況,僅僅看他的邏輯資源便可知其一二,但隨著製造工藝的不斷進步,大量的存儲器、乘法器資源可以很輕易的潛入到可編程邏輯器件之中,大大便利設用戶的設計。所以,今天我們必須同時去衡量這些邏輯器件中所包含的存儲器、乘法器甚至時鐘、I/O的資源情況,畢竟他們也和我們的實際應用息息相關。Cyclone III器件採用了成熟的65ns工藝,除了擁有豐富的邏輯資源外,存儲器資源、乘法器資源、時鐘資源、I/O資源也非常豐富,可以滿足大多數的中等規模以下的應用。從handbook中截下一個資源分佈表,從這裡我們便可對Cyclone III家族各個型號器件的資源情況一目了然。
當然了,這裡的資源情況,並不是我們SF-CY3板上那顆EQFP144封裝器件的實際資源情況,它是EP3C5這個型號所有封裝中最大支持的資源。不過,您也別嗤之以鼻,除了I/O數量不足182以外,其他的資源還真是實打實的。對於很多的工業應用來說,這個規模的FPGA器件足矣;對於初學者入門FPGA來說,那更是綽綽有餘了,我還真不信有哪幾個同學能夠寫下數万行代碼充分的使用這顆芯片。總之,一句話,學習,不求最貴的(不過它已經夠貴了),但求最適用的。
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