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CYCLONE IV EP4CE30 VER3.2 双SDRAM 乒乓算法 SOPC/FPGA开发板


CYCLONE IV EP4CE30 VER3.1 NIOS2 SOPC高速数据采集乒乓算法FPGA开发板

VER3.0全面升级到VER3.1可以,增加7寸LCD接口,芯片由速度较低的-8芯片升级到更快的-7芯片。

(双SDRAM, 大容量SRAM,64Mb FLASH,TF/SD存储卡,7寸LCD接口,超多扩展模块)

 

一、简介

  EP4CE30这款芯片采用经过优化的60-nm低功耗工艺,Cyclone IVE FPGA拓展了前一代Cyclone III FPGA的低功耗优势。非常新一代器件降低了内核电压,与前一代产品相比,总功耗降低了25%。
  核心板板采用是六层PCB设计,采用大容量管脚更多的BGA封装,F484封装,使整个核心板的性能和稳定性有了很大的提供,并同时为用户提供大量的有效I/O(独立I/O一共是157个)。
  由于FPGA与存储器直接进行高速数据交换。所以成在很多干扰因素,因此这也是很多 开发板速度很难提高的关键原因。所以我们在设计的时候尽量靠近FPGA芯片。这样就非常大限度减少因为布板所造成的干扰因素。 我们的开发板的2个独立的的SDRAM和SRAM都采用独立的数据地址总线进行控制。这样就为使用者提供了更加方面灵活的设计途径 ,2个独立的SDRAM可以方便的做高速的数据处理的乒乓算法控制,或一个SDRAM做NIOS的程序存储,另外一个做高速的DMA的数据存储,非常高速度可以到166M.
  电源供电我们采用了LDO芯片和大容量滤波电容进行设计。因为板全速运行功耗很低(一般工作电流0.2-0.非常优秀)。。所以采用超稳定性和低纹波的LDO供电。稳定性和低纹波干扰是开关电源没有办法比拟,可以做高性能的测量仪器级应用。我们可以稳定长时间提供3.3V, 3A工作电流。1.2V/1A, 2.5V/0.8A。
  因为布线合理,所以这块开发板的NIOS能够稳定高速运行在100M频率以上。是您做系统评估或直接兼容非常终应用产品非常佳选择。
  用户如果觉得自己做目标板麻烦。可以购买我们提供的多种扩展板。(本公司有各种视频采集,输出扩展板)或是通过J6,J7直接插到我们的EDA底板上(EDA4.1,EDA5.1,EDA6.1,EDA7.0四种不同可选择主板)或是EDA试验箱上。这样就可以充分利用我们的EDA底板提供的功能多样,完善外设资源。这样就能轻易的构成一套售价低廉,功能强大的SOPC开发,评估系统。

系统结构图

核心板顶层布局图

核心板底面布局图

二.系统资源

 

HSEP4CE30 VER3.1 CycloneIV FPGA核心板资源

 

编号

外设

数量

说明

1

FPGA芯片

1

EP4CE30F23C7N(FBGA484封装),Speed Grade 7,Logic Elements 28848,Memory Bits 608256,Embedded Multipliers 132,Global Clocks 20,I/O 533,PLLs 4

2

PCB布线

 

高速6层PCB布线,资深工程师手工布线,并进行EMC仿真分析,从而保证系统高速运行。

3

串行FLASH

1

标配EPCS64(64Mbit),选配EPCS128(128Mbit),烧写固件或NIOS程序以及用户数据。

4

SRAM

1

标准配置一片256K×16Bit SRAM (4Mbit),独立地址数据总线方便使用,可选配512K x 16bit(8Mbit),高速静态SRAM 10ns读写

5

SDRAM

2

二片16M×16Bit SDRAM ,非常高166MHz读写速度 256Mb,超大容量,我们已经预留了扩展I/O,可以直接扩展到32M X 16bit SDRAM (64M byte). 独立I/O控制,2片SDRAM都是独立数据地址总线,可以实现图像采集的乒乓算法。或是实现16+16BIT的32BIT 系统应用。

6

TF/SD卡座

1

提供一个标准的TF卡插槽,支持FAT16,FAT32数据格式存储

7

时钟

2

2个源时钟50M,27M方便用户使用和分频处理,用户可以自行更换其他频率

8

LCD

1

一个标准LCD1602液晶接口,NIOS IP核直接支持。独立I/0,也可以做用户I/O

9

TFT LCD接口

1

提供一个标准的40PIN的TFT 7英寸LCD接口。可以直接连接我们提供的选配7英寸LCD

10

琴键开关

4

带上拉电位,用户按键输入。

12

电源

3

5V,3.3V/3A,1.2V/800MA,2.5V/800MA,独立引出方便用户使用和测试

13

JTAG端口

1

在线调试FPGA,NIOS读写FLASH,固化用户程序和固件

14

AS端口

1

EPCS串行FLASH编程烧写

15

LED

4

独立I/O

16

系统主复位

1

系统复位按键,带上拉。也可以做为用户按键输入。

17

扩展I/O

6

(J6)38+(J7)38+(J10)26+(J4)11+(J3)44=157个(引出独立I/O)

 
 

与其它不同扩展模块组合

核心板搭载OV7670摄像头+TFT2.8英寸触摸屏+(USB/NET/TFT7INCH)扩展板

部分实验效果展示

像头采集到7英寸TFT屏显示实验(VERILOG代码)

(连接NET/USB/TFT7英寸屏扩展板)

核心板+24bit VGA 音频采集扩展板双摄像头实时采集效果

(双OV7725摄像头+EP4CE30 VER3.0核心+24bit VGA扩展板)

采集图像到扩展接口的J11搭载7寸LCD接口板显示采集图像效果

(VERILOG+NIOS(C))

程序采用2个SDRAM独立保存独立摄像头图像,然后拼接以后分割到核心板板载7英寸LCD显示

(VERILOG+NIOS(C))

程序采用2个SDRAM独立保存独立摄像头图像,然后拼接以后分割到TFT2.8英寸LCD显示,NIOS程序运行在SRAM

(VERILOG+NIOS(C))

EP4CE30 VER3.0核心通过连接 双摄像头(立体视觉)30bitVGA/TFT 7inch LCD扩展板采集立体图形到7英寸LCD显示效果

核心板与高速AD/DA VER2.0扩展板+USB2.0/VGA/SD扩展模块构成虚拟仪器开发系统实验效果展示

(DDS信号任意波发生器,高速AD USB数据采集传输存储,数字示波器)

与千兆网络模块组成成远程高速信号采集处理系统

: 配套资料

  开发系统配套了1张DVD光盘,里面包含了原理图,源代码,原创教程, 以及大量视频教程等等。

 

 配套的FPGA开发软件为:

  1. Quartus II 11.0sp1
  2. NIOS II IDE 11.0sp1 

核心板实验指导和使用说明目录

四.实验代码

单核心板板实验代码

EDA部分(verilog代码):

  1. LCD1602显示驱动
  2. SRAM读写测试
  3. 按键控制LED
  4. 流水灯实验
  5. SD卡读取图片到SDRAM做缓冲然后输出到VGA显示图片 (要配合我们的24bit VGA音频扩展模块)
  6. SD卡读取音频文件然后输出到音频回放 (要配合我们的24bit VGA音频扩展模块)
  7. 7寸LCD显示驱动

SOPC (NIOS C代码)

  1. 核心板系统全检查SDRAM,SRAM读写测试,LCD1602显示驱动
  2. SD卡读取图片到LCD7寸屏显示(电子相册)
  3. 基于QSYS创建一个LED点灯程序(包括完整视频教程) quartus13.0

开发环境:(通过网盘给用户)

  1. quartus11.0
  2. nios IDE 11.0
  3. MODESIM 10.0
  4. QUARUTUS 13.0
  5. NIOS IDE13.0

 

配套部分光盘内容展示!

五.相关配置 

(如果不要求焊接,我们会将2条2X40(2.54MM间距双排母座), 一条2X40(2.54mm间距双排针)配给用户

六.发货清单 (标准配件)

  1. EP4CE30 VER3.1核心板 一块
  2. USB转DC电源线 一条
  3. LCD1602液晶   1个
  4. 资料光盘    DVD光盘 1张
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