联华众科FPGA开发板
FA161
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北京联华众科科技有限公司
http://www.lianhua-zhongke.com.cn
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。
1 概述
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。
1.1.1 硬件组成
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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 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。
Ø 音频输出设备包括一个蜂鸣器。
Ø 输入设备包括4*4键盘阵列和4位独立按键。
Ø 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。
Ø 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。
1.1.2 配件清单
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 |
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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 |
1.1.1 功能展示
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。
1.1.2 开发例程
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。
2 上位机软件
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。
3 光盘目录
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。
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名称 |
描述 |
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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 |
4 购买及售后技术支持
购买及售后技术支持方法请访问本公司主页：
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