基于EP2C8的FPGA教學(xué)實驗板設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展和電子工藝的不斷改進(jìn)，從早期可以完成簡單數(shù)字邏輯功能的可編程陣列邏輯（PAL）和通用陣列邏輯（GAL）到后期的復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD）和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA），可編程邏輯器件（PLD）的發(fā)展日新月異。以Altera、Xilinx和Lattice為首的各大IC廠商CPLD/FPGA器件推陳出新，器件密度越來越高，速度越來越快，邏輯資源越來越豐富，憑借優(yōu)異的性能成為目前電路設(shè)計研究領(lǐng)域的熱點。對于廣大工科學(xué)

2、生和設(shè)計人員來說，嵌入式集成電路的學(xué)習(xí)和工程項目的研發(fā)離不開工程實踐，這就需要硬件開發(fā)平臺的支持。
　　本文研究的重點是設(shè)計一塊以Altera公司CycloneII系列芯片EP2C8Q208C8為核心的FPGA教學(xué)實驗板。文章從需求分析和總體設(shè)計方案出發(fā)，詳細(xì)描述了電路原理圖設(shè)計、存儲器和外圍芯片選型以及PCB設(shè)計與實現(xiàn)，并對實驗板進(jìn)行相關(guān)功能測試與驗證。該實驗開發(fā)板采用模塊化的設(shè)計思路，分為核心板和擴(kuò)展板。核心板主要包括電源模塊

3、、時鐘模塊、復(fù)位模塊、配置電路模塊、SRAM和SDRAM模塊、JTAG和ASP接口等；擴(kuò)展板接口豐富，方便進(jìn)行實驗和二次開發(fā)，其主要包括LED、數(shù)碼管、撥碼開關(guān)、按鍵、點陣模塊接口、LCD1602接口、A/D和D/A模塊、PS/2接口、VGA接口等。其中大多數(shù)器件管腳獨立，便于擴(kuò)展。系統(tǒng)的時鐘頻率為50MHZ，在設(shè)計過程中充分考慮了電磁兼容性、信號完整性與功耗問題，合理布局布線，確保實驗板具有可靠的性能。開發(fā)板采用與EP2C8系列FPG

4、A相匹配的配置芯片EPCS4，有JTAG和ASP兩種下載接口方便用戶選擇，用USB-Blaster電纜便可實現(xiàn)實驗板與電腦連接，通過led指示燈可查看下載情況，操作簡單。用戶在此平臺上可進(jìn)行基礎(chǔ)性、擴(kuò)展性實驗和簡單工程實踐，便于學(xué)習(xí)應(yīng)用FPGA和SOPC技術(shù)。
　　最后，通過VGA彩色信號顯示實驗、LCD1602顯示實驗、Nios II軟核實驗3個具體實例調(diào)試實驗板的部分模塊功能。經(jīng)過調(diào)試可以得到預(yù)期設(shè)計的實驗結(jié)果，實驗板運行穩(wěn)定