第8章FPGA設(shè)計(jì)實(shí)踐

內(nèi)容提要本章介紹了Xilinx公司的SpartanIIE最小系統(tǒng)板和Altera公司的APEXDSP最小系統(tǒng)板，BGA封裝印制板設(shè)計(jì)；FPGA與LED、LCD顯示、與8位ADC、與8位DAC接口電路與VHDL控制程序，F(xiàn)PGA構(gòu)成的URAT接口電路與程序，ASK、FSK、PSK、MASK、MFSK、MPSK調(diào)制與解調(diào)程序；介紹了產(chǎn)生單極性歸零碼（RZ碼）、差分碼、分相碼（曼徹斯特碼）碼、交替極性碼（AMI）等碼形的基帶碼發(fā)生器程序；介紹了數(shù)字式頻率計(jì)、八音電子琴、電子時(shí)鐘、自動(dòng)售貨機(jī)、電梯控制器、出租車計(jì)價(jià)器、多功能波形發(fā)生器、步進(jìn)電機(jī)定位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求、系統(tǒng)組成、模塊設(shè)計(jì)、VHDL程序與仿真。知識(shí)要點(diǎn)FPGA最小系統(tǒng)板印制板設(shè)計(jì)LED、LCD顯示A/D與

D/A轉(zhuǎn)換器基帶碼發(fā)生器數(shù)字信號(hào)調(diào)制與解調(diào)FPGA應(yīng)用教學(xué)建議本章的重點(diǎn)是掌握FPGA的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)本章所提供的設(shè)計(jì)例，掌握FPGA開發(fā)軟件、設(shè)計(jì)方法和技巧。本章應(yīng)用實(shí)例的VHDL程序與仿真分析都在隨書提供的光盤中，可以作為學(xué)習(xí)的參考。建議學(xué)時(shí)數(shù)為2～6學(xué)時(shí)。注意：本章的內(nèi)容比較豐富，建議在前面章節(jié)教學(xué)時(shí)，結(jié)合本章的實(shí)例進(jìn)行介紹，重點(diǎn)講解幾個(gè)設(shè)計(jì)，剩余的設(shè)計(jì)例可以作為練習(xí)題，由學(xué)生自己完成。FPGA的設(shè)計(jì)應(yīng)用具有強(qiáng)的實(shí)踐性，紙上談兵是不行的，必須通過大量的工程實(shí)踐才能夠了解。每個(gè)設(shè)計(jì)者的風(fēng)格不同，理解、使用VHDL語言的程度不同，所設(shè)計(jì)的VHDL程序是不同的。8.1FPGA最小系統(tǒng)板設(shè)計(jì)

XilinxFPGA最小系統(tǒng)板設(shè)計(jì)

為了方便用戶更快、更好使用FPGA器件，Xilinx和許多第3方公司針對(duì)不同系列的FPGA器件，開發(fā)了一系列的評(píng)估板，提供給用戶使用。下面以JacylTechnology公司開發(fā)的SpartanIIE最小系統(tǒng)板（型號(hào)：LT-50K）為例，介紹FPGA最小系統(tǒng)板的基本特性。JacylTechnology公司開發(fā)的SpartanⅡE最小系統(tǒng)板采用XilinxSpartanⅡEXC2S50E-6PQ208FPGA，具有與PC/104總線和IEEE1149.1JTAG完全兼容的接口，可提供100個(gè)可編程的I/O接口，在最小板上具有100MHz的振蕩器可提供FPGA全局時(shí)鐘，具有2個(gè)用戶可定義的時(shí)鐘輸入端，使用XilinxXC18V02串行在系統(tǒng)可編程配置PROM，2個(gè)用戶可定義的LED和開關(guān)，可通過PC/104總線或者外部DC電源供電，由Xilinx公司免費(fèi)的Webpack軟件支持，系統(tǒng)板尺寸3.55”×3.775”，外部電源電壓5～14VDC（200mA）。

JacylTechnology公司開發(fā)的SpartanⅡE最小系統(tǒng)板的電路方框圖如下圖所示元器件布