联华众科 FPGA 开发板
FA161
北京联华众科科技有限公司
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Abstract 摘 要：联华众科 FPGA 开发板 FA161 核心器件为 Altera Cyclone 系列 FPGA EP1C6 ， FA161 板载有 SDRAM ， SRAM ， FLASH 方便制作各种应用，开发板所带资料中包括了上位机与开发板 USB 通信，上位机与开发板以太网通信，上位机与开发板串口通信例程。 FA161 板载有 USB 1.1 ， USB 2.0(CY7C68013A) 接口，以太网接口 (RTL8019AS) 。 FA161 上可以进行 HDL 程序开发，可以进行 nios ii 程序开发，可以结合 MATLAB 制作 DSP Builder 应用。 FA161 上可以运行 uClinux 和 Micro C/OS-II 实时操作系统。 FA161 资料中包括了视频教程以方便用户学习和使用。
4 部视频教程截图如下所示。
如果开发用 PC 不带 25 针并口，请一定要选购 USB 下载线， 25 针并口图例如下所示。
如果开发用 PC 不带 9 针串口，建议选购 USB 转串口线， 9 针串口图例如下所示。
联华众科 FPGA 开发板 FA161 核心器件为 Altera CYCLONE 系列的 EP1C6 ， FA161 外观如下图所示。
FA161 的 PCB 为 4 层板，支持以太网接口，以太网芯片为 RTL8019AS ，开发板光盘中包含了基于 RTL8019AS ， FPGA HDL 语言和 Nios II 的 ARP ， ICMP ， UDP 等协议的源程序。联华众科 FPGA 开发板 FA161 具有丰富的板载资源。
? 核心器件 FPGA 芯片为 Altera EP1C6Q240 ， EP1C6 的 IO 分 3 组 DATA 总线， ADDR 总线和 GPIO 总线以插座的形式引出，以供外部扩展时使用。 EP1C6 的配置芯片是 EPCS1 。
? 板载存储器包括 SDRAM MT48LC4M32 存储空间为 16M Bytes ， SRAM IS61LV25616 存储空间为 512k Bytes ， FLASH AM29LV320 存储空间为 4M Bytes 。
? USB 接口包括 USB1.1 和 USB2.0 ， USB1.1 的 USB 信号经钳位后直接连接到 FPGA 的 IO 。 USB2.0 的 USB 信号经 USB 接口芯片 CY7C68013A 后连接到 FPGA ，开发板资料里包括了 CY7C68013A 的例程，如 driver ， firmware ， fpga 程序，运行在 PC 上的 application 。
? 以太网接口芯片为 RTL8019AS ，由 FPGA 完成 RTL8019AS 的寄存器配置，开发板光板包括了自行制作的 RTL8019AS 元件，在 SOPC Builder 中可以添加到 Nios II 处理器里面，这样方便在 Nios II 上开发网络协议。
? 其他接口包括扩展总线 DATA ， ADDR ， GPIO 接口， PS2 鼠标键盘接口， VGA 接口， RS232 串口， JTAG/CONFIG 下载接口。其中 JTAG 和 CONFIG 下载接口为 5*2 插座方式，需经 ByteBlaster II 下载线转接到 PC 并口，或经 USB Blaster 连接到 PC 的 USB 口。开发板随板带有 ByteBlaster II 下载线，用以连接开发板下载接口到 PC 并口，完成编程下载工作。
? 显示设备包括 LCD1602 显示屏， 6 位 7 段红色数码管， 8 位绿色 LED 发光二极管。
? 音频输出设备包括一个蜂鸣器。
? 输入设备包括 4*4 键盘阵列和 4 位独立按键。
? 复位电路由一个复位按键和一片复位芯片组成，复位芯片为 MAX811R ， MAX811R 输出低电平有效的复位脉冲，脉冲宽度为 140ms 。 MAX811R 的复位门限（ Reset Threshold ）为 2.63V ，输出的复位信号提供给 FPGA 芯片， FA161 上 EP1C6 核心工作电压为 1.5V ， IO 工作电压为 3.3V 。
? 电源部分包括 LM1085-5.0 ， AS2830-3.3 和 AS2830-1.5 各 1 片， LM1085-5.0 提供 5.0V 直流电源， AS2830-3.3 提供 3.3V 直流电源作为 FPGA IO 电源， AS2830-1.5 提供 1.5V 直流电源作为 FPGA 芯片 EP1C6 的核心电源电压。
FA161 包含的标配配件如下图所示。
FA161 及标配配件清单如下表。
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编号 |
配件 |
数量 |
说明 |
|
1 |
FA161 |
1 |
联华众科 FPGA 开发板 |
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2 |
下载线 |
1 |
ByteBlaster II |
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3 |
USB 线 |
1 |
USB Device 连接线，用于 USB 与 PC 通信 |
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4 |
串口线 |
1 |
9 针串口线，用于与 PC 通信 |
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5 |
直流电源 |
1 |
9V 直流电源，作为开发板电源 |
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6 |
DVDROM |
4 |
包括资料，软件和视频教程 |
FA161 选购配件清单如下表。
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配件 |
名称 |
说明 |
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|
USB 下载线 |
PC 上没有 25 针并口时，可以用 USB 下载线来下载程序 |
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USB 转串口线 |
PC 上没有串口，可以用 USB 转串口线扩展一个串口 |
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有源晶振 |
在开发板上晶振频率不能满足要求时，可以外接合适的其他频率晶振 |
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PCI 并口扩展卡 |
用于台式 PC ，安装在 PCI 插槽内，扩展出 1 个 25 针并口，可用于连接并口下载线 |
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PCI 串口扩展卡 |
用于台式 PC ，安装在 PCI 插槽内，扩展出 2 个 9 针串口 |
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PCMCIA 并口扩展卡 |
用于便携式 PC ，安装在 PCMCIA 插槽内，扩展出 1 个 25 针并口，可用于连接并口下载线 |
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PCMCIA 串口扩展卡 |
用于台式 PC ，安装在 PCMCIA 插槽内，扩展出 2 个 9 针串口 |
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25 芯并口延长线 |
在并口下载线长度不够长时，可以使用并口延长线 |
开发环境软件包括 Quartus II ， ModeSim 和 Visual Studio.NET ， Visual Studio.NET 用于程序录入和编辑以及制作上位机软件。
使用命令 nios2-flash-programmer ，可将 uClinux 下载到开发板的 FLASH 中，再次上电时显示如下 uClinux 启动画面。
上图为 uC/OS-II 及 hello 程序运行输出界面。
在 Nios II IDE 中可以使用 C/C++ 开发 FPGA 应用程序，下图为流水灯的 C 程序。
DSP Builder 结合 MATLAB 可以开发数字信号处理应用，如滤波器等。
CY7C68013A USB 2.0 与上位机通信，下图为 USB 测速界面图。
网络接口 RTL8019AS ，下图为从 PC 上 ping 开发板的界面图。
数码管， LED 显示效果如下图所示。
上位机通信演示： PC 上位机通过串口控制 LCD 屏的显示内容， PC 上位机发送的内容实时显示在 LCD 上，如下图所示。
FA161 开发板包括非常丰富的例程，分为基础例程，中级例程，高级例程， ModelSim 例程和 Visual Studio.NET 上位机例程。
基础例程是指 HDL 例程，包括 Verilog 和 VHDL 两个版本，如下图所示。
中级例程包括 USB ， SDRAM ， SRAM ， FLASH 等驱动例程。
高级例程包括 Nios II 例程， RTOS （ uClinux ， uC/OS-II ）例程， DSP Builder 例程。
ModelSim 例程如下图所示。
Visual Studio.NET 例程如下图所示。
上位机软件用于和开发板通信，通信方式包括串口， USB 口，以太网口等。
开发板附 4 张 DVDROM ，名称为 [ 联华众科 FA161] ， Altera Quartus II ，联华众科 FPGA 视频教程 1 和联华众科 FPGA 视频教程 2 ， [ 联华众科 FA161] 目录结构如下图所示。
DVDROM[ 联华众科 FA161] 目录说明如下表。
|
名称 |
描述 |
|
01- 用户手册 |
FPGA 开发板 FA161 用户使用手册 |
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02- 工具软件 |
包括上位机软件等的工具软件 |
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03- 源码文件 |
FA161 配套程序源码 |
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04- 电原理图 |
FA161 电原理图 |
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05- 数据手册 |
开发板上芯片的数据手册 |
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06- 参考资料 |
一些对学习和开发有帮助的技术资料 |
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07- 视频教程 |
指导开发用的 4 部视频教程 |
购买及售后技术支持方法请访问本公司主页：
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Keywords 关键词：开发板， FPGA 开发板，联华众科 FA161 ， Quartus II ， Visual Studio.NET ， C# ， VHDL ， Verilog ， EP1C6 ，联华众科，北京联华众科科技有限公司
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