谈谈如何利用FPGA开发板进行ASIC原型开发

谈谈如何利用FPGA开发板进行ASIC原型开发

ASIC设计在尺寸和复杂性上不断增加，现代FPGA的容量和性能的新进展意味着这些设计中的2/3能够使用单个FPGA进行建模。然而，这些设计中仍然保留有1/3(那就是说，所有ASIC设计中的1/9)要求一个基于多个FPGA的原型开发板。

在不太遥远的过去，对ASIC设计团队而言，在这类情况下主要的解决方案就是在内部建立他们自己的定制多个FPGA的原型开发板。然而，今天，使用现成的多个FPGA原型开发板例如，由Synplicity公司的原型开发伙伴生产的开发板与合适的设计工具相结合能够节省数周时间，否则的话将花费几个月的验证时间以及在NRE费用上花费数万美元。

本文首先讨论了ASIC验证能够采用的主要技术。接着，文章考虑了与使用一个现成的产品相比，建立一个定制的多个FPGA的原型开发板的优势和缺陷。最后，论文介绍了目前最先进的用于验证大型设计的分割和综合设计工具，其采用内部开发或现成的多个FPGA 的原型开发板。

可供选择的验证技术今天高端ASIC，例如那些在手机、通讯、图形子系统以及信号处理应用中使用的，经常包含多个CPU和DSP内核，其结合了硬件加速器、外围设备、接口和存储器管理内核。(由于这些讨论的目的，术语ASIC被假设包括了ASSP和SoC器件。)所以，为了满足芯片的市场需求，尽可能早的在设计阶段开发、端口、集成、调试和验证任何嵌入式软件的内容。

ASIC的RTL全功能验证其本身与任何嵌入式软件是ASIC设计过程中最耗费时间和最困难的部分之一。统计表明今天ASIC设计中的70%要求重制。除了费用极其昂贵之外，重制能够引起项目失去其市场空间，这将严重损害公司的声誉和金融底线。

对ASIC设计者开放的三个主要验证选择是仿真，模拟和FPGA原型开发。

*仿真：基于软件的仿真被广泛使用，但即使在一个真正的高端(并且，相对昂贵)的计算机平台运行时，其运行比实际的ASIC硬件慢六到十个数量级，这使得其成为一项极大花费时间并且效率极差的技术。为了提供整个系统的尺寸认识，软件仿真能够典型地达到仅仅几Hz相当的速度(那就是，设计的系统时钟相对真实时间每秒钟的几个周期)。实际上，

FPGA开发板

FPGA开发板 FPGA开发板ALTERA FPGA是世界上十几家生产CPLD/FPGA的公司中最大的可编程逻辑器件供应商之一，生产的FPGA产品有：FLEX6000/8000/10K、APEX20K、ACEX1K、APEXⅡ、Mercury、Excalibur、Cyclone、Stratix、CycloneⅡ和StratixⅡ等系列。 Altera的FPGA器件采用钢铝布线的先进CMOS技术，具有非常低的功耗和相当高的速度，而且采用连续式互连结构，提供快速的、连续的信号延时。Altera器件密度从300门到400万门，能很容易地集成现有的各种逻辑器件，高集成度的FPGA提供更高的系统性能，更高的可靠性，更高的性能价格比。 Altera Cyclone系列FPGA是Altera公司2003年9月份推出的，基于1.5V，0.13μm 工艺，Cyclone 是一个性价比很高的FPGA系列。其中EP1C3T144是Cyclone系列中的一员，共有2910逻辑单元，59904RAM bits，1个PLLs，最多有104个用户I/O，可以说这款FPGA的资源非常丰富，足够满足大型设计的需要。 本公司因此特推出Cyclone EP1C3T144C8 FPGA开发板，该开发板功能强大，接口丰富，可做大型综合实验。 FPGA开发板硬件资源主要有：

1、Altera EP1C3T144C8 FPGA芯片 2、Altera 串行配置芯片EPCS1 3、DAC0832芯片 4、ADC0809芯片 5、液晶接口 6、TP3057PCM编解码芯片 7、八位高亮数码管 8、八位拨码开关 9、4×4阵列键盘 10、4个复位轻触按键 11、9个高亮发光二极管（红、绿、黄色各三灯） 12、双刀双掷继电器 13、异步通信串口（UART） 14、双有源晶振（24MHz和32.768MHz） 15、5V，3.3V，1.5V电源管理系统 FPGA开发板带以下DEMO程序： 1、FPGA实现流水灯实验 2、FPGA实现电子钟实验 3、FPGA实现串口发送实验 4、FPGA实现串口接收、点阵显示实验 5、FPGA实现矩阵键盘和点阵显示（实时扫描方式） 6、FPGA实现矩阵键盘和数码管显示（延时扫描方式） 7、FPGA实现AD转换、数码显示和拨码选择通道实验 8、FPGA实现DA转换，产生锯齿、三角、正弦波；拨码开关选择波形

FPGA_ASIC-基于FPGA的ECC算法高速实现

基于FPGA 的ECC 算法高速实现? 武玉华，黄允，李艳俊，欧海文 （北京电子科技学院，北京 100070） 摘要：椭圆曲线密码体制(Elliptic Curve Cryptosystem ，ECC)是目前已知的所有公钥密码体制中能提供最高比特强度（strength-per-bit ）的一种公钥加密体制。研究椭圆曲线密码算法的芯片设计有较大的研究价值和实用价值。本文在深入研究椭圆曲线加解密理论基础上，使用Verilog 硬件描述语言实现了一种ECC 加密算法，具有高速低功耗的特点。 关键词：ECC ；FPGA ；高速 中图分类号：TP309 文献标识码：A The FPGA design of ECC encryption algorithm WU Yu-hua, HUANG Yun, LI Yan-jun, OU Hai-wen (Beijing Electronic Science and Technology Institute ，Beijing 100070 China) Abstract ：ECC is one of the known public crypto methods that provide the best strength-per-bit. Researching in the hardware design of ECC have much value. In this paper, we lucubrate the ECC’s theory, and implement a sort of ECC encryption algorithm, it has some advantages such as high-speed and low-exploit. Keywords ：ECC; FPGA; high-speed 1 引言 1985年，Neal Koblitz 和V https://www.sodocs.net/doc/e86200891.html,ler 提出了基于椭圆曲线群上离散代数问题的公钥密码体制——椭圆曲线密码体制(简记为ECC)。ECC 与RSA 相比具有密钥更短、安全性更高的特点，通常认为163位的ECC 密钥长度能够提供相当于1024位RSA 密钥长度的安全性，571位的ECC 密钥长度能够提供相当于15360位RSA 密钥长度的安全性。ECC 是目前所有公钥密码系统中单位密钥安全性最高的密码系统。因为ECC 的密钥较短，所以运算耗费的资源较少，目前ECC 广泛应用于无线连接设备中，譬如PDA, smart cards 等等。目前，欧洲、俄罗斯、韩国和中国等都己经或打算将ECC 作为国家密码标准。 椭圆曲线密码系统的基域包括素域GF （P)和二进制域GF(n 2)，在硬件实现上GF(n 2)椭圆曲线密码系统占用系统资源更少，效率更高。因此最近几年有限域GF(n 2)上基本运算的硬件实现、有限域GF(n 2)上椭圆曲线密码系统的硬件实现都得到了业内重视。相对于软件实现的椭圆曲线加密/解密体制，硬件实现可以提供更高的安全性和更快的速度。本文在深入研究椭圆曲线加解密理论基础上，使用Verilog 硬件描述语言实现了一种ECC 加密算法，并通过QuartusII5.0工具进行了编译仿真，实验结果表明其功能正确，具有高速低功耗的特点。 2 椭圆曲线算法理论 2．1 椭圆曲线数学基础 2.1.1 椭圆曲线定义 椭圆曲线E 是一个光滑的Weierstrass 方程在P(K)中的全部解(x ，y)的集合。K 为域。K 上的摄影平面P(K)是一些等价类的集合{(XY ：Z)}。 22322313246:E Y Z a XYZ a YZ X a X Z a XZ a Z ++=+++ 其中曲线上唯一的一个无穷远点是（0：1：0）。这个点对应于点∞。 经过上述方程作如下转化可得： 设x ＝X/Z,y ＝Y/Z ?基金项目：国家自然科学基金资助项目（70431002）；北京电子科技学院信息安全与保密重点实验室基金项目（YZDJ0509）

ARM+FPGA开发板规格书

2014

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阅前须知 版权声明 本手册版权归属广州创龙电子科技有限公司所有，非经书面同意，任何单位及个人不得擅自摘录本手册部分或全部，违者我们将追究其法律责任。本文档一切解释权归广州创龙电子科技有限公司所有。 ?2014-2018Guangzhou TronlongElectronicTechnologyCo.,Ltd. All rights reserved. 公司简介 广州创龙电子科技有限公司（简称“广州创龙” ，英文简称"Tronlong"），是杰出的 嵌入式方案商，专业提供嵌入式开发平台工具及嵌入式软硬件定制设计及技术支持等服务，专注于DSP+ARM+FPGA 三核系统方案开发，和国内诸多著名企业、研究所和高校有密切的技术合作，如富士康、威胜集团、中国科学院、清华大学等国内龙头企业和院校。 TI 嵌入式处理业务拓展经理ZhengXiaolong 指出：“Tronlong 是国内研究OMAP-L138 最深入的企业之一，Tronlong 推出OMAP-L138+Spartan-6三核数据采集处理显示解决方案，我们深感振奋，它将加速客户新产品的上市进程，带来更高的投资回报率，使得新老客户大大受益。” 经过近几年的发展，创龙产品已占据相关市场主导地位，特别是在电力、通信、工控、 音视频处理等数据采集处理行业广泛应用。创龙致力于让客户的产品快速上市、缩短开发周期、降低研发成本。选择创龙，您将得到强大的技术支持和完美的服务体验。 产品保修 广州创龙所有产品保修期为一年，保修期内由于产品质量原因引起的，经鉴定系非 人为因素造成的产品损坏问题，由广州创龙免费维修或者更换。 更多帮助

FPGA CPLD ASIC学习书籍集锦

FPGA|CPLD|ASIC学习书籍集锦 《FPGA设计及应用（第二版）》评价：★★★ 作者：褚振勇齐亮田红心高楷娟西安电子科技大学出版社出版日期： 2006年12月第 2 版书号：ISBN 7-5606-1132-X/TP·0574 本书介绍了FPGA的相关基础知识, VHDL硬件描述语言,FPGA开发软件的使用；器件配置与调试；FPGA设计中的基本问题和电路设计实例等。 《CPLD/FPGA应用系统设计与(基础篇)》评价：暂无 作者：亿特科技人民邮电出版社出版日期：2005年7月书号：ISBN 7-115-13200-3/TP.4503 本书介绍了CPLD/FPGA开发工具Quartus II，并精选了10多个实际开发案例进行讲解：16位并行乘法器设计、通用16位乘法器的流水线设计、双端口RAM存储器的设计、同步/异步FIFO存储器的设计、海明码编解码器芯片的设计、RS编解码器芯片设计及其扩展应用、带PWM输出的定时器/计数器芯片设计及其扩展应用、通用存储控制器芯片的设计以及USB2.0接口芯片设计。 《FPGA数字电子系统设计与开发实例导航》评价：暂无 作者：求是科技人民邮电出版社出版日期：2005年6月书号：ISBN 7-115-13189-9/TP.4519 本书首先介绍了FPGA的相关基础知识，然后通过7个在实际工程应用中的案例详细介绍了通过FPGA 实现I2C协议要求的接口、UART控制器、USB接口控制器、数字视频信号处理器、VGA/LCD显示控制器、CAN总线控制器、以太网控制器的方法。

《Altera FPGA/CPLD 设计( 高级篇)》评价： 暂无 作者： EDA 先锋工作室 人民邮电出版社 出版日期：2005年7月 书号：ISBN 7-115-13499-5/TP.4707 本书深讨论了Altera FPGA/CPLD 的设计、优化技巧。在讨论FPGA/CPLD 设计指导原则的基础上，介绍了Altera 器件的高级应用；引领读者学习逻辑锁定设计工具，详细讨论了时序约束与静态时序分析方法；结合实例讨论如何进行设计优化，介绍了Altera 的可编程器件的高级设计工具与系统级设计技巧。 ！ 《Altera FPGA/CPLD 设计 (基础篇)》评价： 暂无 作者： EDA 先锋工作室 人民邮电出版社 出版日期：2005年7月 书号：ISBN 7-115-13499-5/TP.4707 本书介绍了FPGA/CPLD 的基本设计方法。在介绍FPGA/CPLD 概念的基础上，介绍了Altera 主流FPGA/CPLD 的结构与特点，实例讲解Quartus II 与ModelSim 、Synplify Pro 等常用EDA 工具的开发流程。 《Verilog HDL 程序设计与应用》评价： 暂无 作者：王伟人民邮电出版社 出版日期：2005年7月 书号：ISBN 7-115-13204-6/TP.4534 本书第1部分讲解Verilog HDL 语法知识；第2部分是实例部分，通过从已公布的成熟源代码中精选的50多个最具代表性的建模实例，辅以框图和详细注释帮助读者理解程序，从而学习典型电路单元的建模方法；第3部分是系统设计实战，为初学者展示了一个小型系统的详细设计流程。 《CPLD/FPGA 应用开发技术与工程实践》评价： 暂无 作者： 求是科技 人民邮电出版社 出版日期：2005年1月 书号：ISBN 7-115-12720-4/TP.4272 本书介绍了CPLD 和FPGA 典型产品的结构原理、性能特点以及Altera 公司提供的开发软件-MAX+PLUSII ，列举了VHDL 语言的各种语法结构以及相应的例程。包括组合逻辑电路设计、时序逻辑电路设计、运算电路设计以及存储器电路设计等。最后用4个有一定难度的例程向读者完整地再

基于DE2-115开发板的FPGA入门设计实验

基于DE2-115开发板的FPGA入门设计实验 1、Lab1: 4位加法器、减法器的设计 1.1 摘要 在文件add_sub里面的工程文件operation_4.v为顶层文件，该顶层文件包含了三个子模块，分别为数码管显示模块，4位带进位的二进制加法器模块和4位带借位的二进制减法器模块，最后通过DE2-115开发板显示实验结果。 1.2 程序 1）add_4bits.v 加法器 module adder_4bits ( input clk, input rst_n, input [3:0] x, input [3:0] y, output reg [3:0] sum, output reg carry_out //溢出位 ); always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n)

{carry_out, sum} <= 0; else {carry_out, sum} = x + y; end endmodule 2）substractor_4bits.v减法器module subtractor_4bits ( input clk, input rst_n, input [3:0] x, input [3:0] y, output r eg [3:0] sub, output r eg borrow_out ); always@(posedge clk or negedge rst_n) begin if(!rst_n) {borrow_out, sub} <= 0; else begin

if(x >= y) {borrow_out, sub} = {1'b0, x - y}; else {borrow_out, sub} = {1'b1, x - y}; end end endmodule 3)seg7_lut.v 数码管显示译码模块 module Seg7_lut ( input [3:0] iDIG, output r eg [6:0] oSEG ); always @(iDIG) begin case(iDIG) 4'h1: oSEG = 7'b1111001; // ---t---- 4'h2: oSEG = 7'b0100100; // | | 4'h3: oSEG = 7'b0110000; // lt rt 4'h4: oSEG = 7'b0011001; // | | 4'h5: oSEG = 7'b0010010; // ---m---- 4'h6: oSEG = 7'b0000010; // | |

(完整版)什么是FPGA

1. FPGA与单片机的区别？ 单片机和FPGA的区别，本质是软件和硬件的区别。 单片机设计属软件范畴；它的硬件（单片机芯片）是固定的，通过软件编程语言描述软件指令在硬件芯片上的执行； FPGA设计属硬件范畴，它的硬件（FPGA）是可编程的，是一个通过硬件描述语言在FPGA芯片上自定义集成电路的过程； 二者最大的区别：单片机（无论哈佛总线结构或者冯诺依曼结构）均为取出指令->执行，指令是顺序执行的（即使是中断，其发生后的中断服务程序也是顺序执行的）；而FPGA（包括CPLD)是基于逻辑门和触发器的，它是并行执行方式，即 当CLOCK上升沿到来时，所有的触发器都会动作，它没有取出指令->执行这种操 作，数字电路中所有逻辑门和触发器（D,SR等）均可以实现，它适合真正意义上 的并行任务处理。 2. 单片机、FPGA、DSP、ASIC的区别 1、ASIC原本就是专门为某一项功能开发的专用集成芯片，集成度很低，成本很低，可是够用了。后来ASIC发展了一些，称为半定制专用集成电路，相对来说更接近FPGA，甚至在某些地方，ASIC就是个大概念，FPGA属于ASIC之下的一部分。 2、FPGA基本就是高端的CPLD，数字电路。这种器件是用逻辑门来表述性能的。本身他就是一堆的逻辑门，与非门、或非门、触发器（可以用与非门形成吧）等基本数字器件，编程决定了有多少器件被使用以及它们之间的连接。通过硬件描述语言把它转成电路连接，从最基本的逻辑门层面上连接成电路（参见数字电路书上那些全加器触发器什么的）。应该说，虽然看起来像一块CPU，其实是完全硬件实现的。它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。 FPGA在抗干扰，速度上有很大优势。 后来因为写代码麻烦，对控制部分比较薄弱，本来跟其他CPU配合使用，即麻烦的算法CPU提交给FPGA，FPGA算完把结果再返回给CPU。可是这样外围电路就变得麻烦。 于是提出了SOC设计方法，就是直接在FPGA里写一个CPU出来，既然FPGA万能，做个CPU自然毫无压力。 这其中还有软核和硬核的区别，不过除了性能，使用方法大同小异。所谓IP核，就是把各种专用集成电路用硬件描述语言描述，然后烧到FPGA里形成专门的电路，这样就不必另外搭芯片了，所有的电路在一片FPGA里面形成。 3、DSP实际应该称为DSPs，即用于DSP处理的专用芯片。跟普通计算机的区别一方面是他是哈佛结构的，也就是数据和程序空间分开（普通计算机是冯诺依曼结构）。另一方面他有流水线结构，不过现在其他也有了，见贤思齐。再一方面他有专用的硬件算法电路，用以完成DSP运算，比如最基本的乘法累加。上过DSP的就知道，蝶形算法FFT什么的，拆成最基本单元就是乘法累加，把这部分加速了，整体性能就有非常大的提高。DSP对于

FPGA型号对比

FPGA入门 什么是FPGA与CPLD的区别FPGA的应用FPGA的优势Altera产品介绍设计流程开始FPGA设计设计工具与实例获得下一步资源Altera产品介绍 ASIC 如果您正在寻找 ASIC，这里将为您提供所需要的一切。我们的 HardCopy ASIC支持Stratix原型的无缝移植，在最短的时间内帮助您以最低的风险、最低的ASIC 开发总成本将产品推向市场。 CPLD 对于胶合逻辑以及任何控制功能，我们的非易失 MAX 系列提供市场上成本最低的CPLD —— 单芯片解决方案，非常适合接口桥接、电平转换、I/O 扩展和模拟 I/O 管理应用。 产品系列密度工艺节点

FPGAs逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 Stratix V1,052,000397,00028nm Stratix IV813,050325,22040nm Stratix III338,000135,20065nm Stratix II132,54053,01690nm Stratix79,040-130nm FPGAs逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 Arria V503,500190,00028nm Arria II348,500139,40040nm Arria GX90,22036,08890nm FPGAs逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 Cyclone V300,000113,20828nm Cyclone IV149,760-60nm Cyclone III198,464-60nm Cyclone II68,416-90nm Cyclone I20,060-130nm CPLD逻辑单元ALM (高性能自适应逻辑模块)工艺节点 MAX V2,210-0.18um MAX II2,210-0.18um MAX 3000A640-0.30um

FPGA开发板EP1C12用户手册(一版)

使用手册

目 录 第一章综述 (1) EP1C12核心板资源介绍 (1) FPGA开发板资源介绍 (2) 第二章 系统模块功能介绍 (5) EP1C12核心板模块说明 EP1C12F324C8芯片说明 (7) NOR FLASH模块说明 (8) SRAM模块说明 (9) FPGA接口I/O说明 (10) 调试接口JTAG、AS说明 (11) 其它功能模块 (12) EP1C12核心板使用注意事项 (15) FPGA开发平台模块说明 液晶显示模块 (17) RTC实时时钟模块 (19) USB接口模块 (19) 音频CODEC接口模块 (20) EEPROM存储模块 (21) 数字温度传感器模块 (22) 其它功能模块 (23) FPGA开发平台使用注意事项 (24) 附表一 核心板载资源与FPGAEP1C12I/O接口对照表 (25) 附表二 EP1C12与开发板硬件资源I/O接口对照表 (30)

第一章综述 FPGA开发来台是根据现代电子发展的方向，集EDA和SOPC系统开发为一体的综合性实验开发系统，除了满足高校专、本科生和研究生的SOPC教学实验开发之外，也是电子设计和电子项目开发的理想工具。整个开发系统由核心板EP1C12、SOPC开发平台和扩展板构成，根据用户不同的需求配置成不同的开发系统。 EP1C12核心板 EP1C12核心板为基于Altera Cyclone器件的嵌入式系统开发提供了一个很好的硬件平台，它可以为开发人员提供以下资源： 1主芯片采用Altera Cyclone器件EP1C12F324C8 2EPCS4I8配置芯片 34个用户自定义按键 44个用户自定义LED 51个七段码LED 6标准AS编程接口和JTAG调试接口 750MHz高精度时钟源 8三个高密度扩展接口 9系统上电复位电路 10支持+5V直接输入，板上电源管理模块 系统主芯片采用324引脚、BGA封装的E1C12 FPGA，它拥有12060个LE，52个M4K 片上RAM（共计239616bits），2个高性能PLL以及多达249个用户自定义IO。同时，系统还可以根据用户不同的设计需求来更换其它不同系列的核心板，如： EP1C6、EP2C20、EP3C25等。所以，不管从性能上而言，还是从系统灵活性上而言，无论您是初学者，还是资深硬件工程师，它都会成为您的好帮手。

Altium公司的FPGA开发板的原理图

1 12 23 34 45 56 67 78 8 D D C C B B A A 1 02 1/02/20101:34:44 PM NB3000_Top.SchDoc Project Title Size: Date:File:Revision:Sheet of Time:A2Sheet Title NB3000 Top Level Assy:81 NB3000AL - Altera D-820-0053 Altium Limited 3 Minna Close Belrose NSW 2085Australia PSU PSU.SchDoc SRAM SRA M1 SRAM_256Kx 16_TSOP44 STATUS_LED U SE R _STATUS_L E DS DB_LEDS_0603 SRAM1 SRAM2 MEM_COMMON DAU_RESET_SW BUZZER ONE_WIRE_DB_PB SW DIP USERIO EXT_A RS232 KEYBOARD MOUSE TFT_IO DB_PROGRAM STATUS_LED USER_LEDS RELAY I2C CODEC VGA ETH DBSD DBUSB PWM SPDIF DAC ADC RS485 MIDI DB_JTAG DB_CLOCKS DB_SPI ISP176X PROTOTYPE SPAREIO TFT_TSC FPGA _USE R FPGA.SCHDOC INT EXT V IDE O_OU T VGA_OUT.SCHDOC CON CON_VGA CON_VGA_DB15 HOST_JTAG LED1LED2 1WID DB_PROGRAM CLK_PLL FLASH_BOOT HOSTUSB SRAM RTC SD HOST_AUDIO DB_JTAG DB_CLOCKS FLASH_USER DB_SPI PB_A EXTSPI FLASH_GOLDEN DIAGCOMMS FPGA _HOST HOST_FPGA.SchDoc HOST_JTAG HOST_JTA G HOST_JTAG.SchDoc INT EXT R S232 RS232_HIN232 EXT INT KE Y BOA RD PC_PS2 RS232# KBD#MSE# RS232 KEYBOARD EXT INT MOUSE PC_PS2 DIPSW DB_RESET CON CON_DBU SB CON_MINI_USBB_RA_KME04-USBMU03A01-1 DBUSB DBUSB# CON CON_DBSD CON_SD_KSDC012551 DBSD EXT INT DBU SB_TX RX USB_CY7C68001-56LFC.SchDoc INT EXT E TH Ethernet_RTL8201CL.SchDoc ETH CLK_PLL CL K_PL L CLK_ICS307-02_PLL 1WID NB_ID 1WB_DS2502_ID CON CON_HOST_USB CON_MINI_USBB_RA_KME04-USBMU03A01-1 TFT_TSC TFT_TOUCH L CDTFT TSC_XPT2046.SchDoc TFT_TSC TFT_IO CON CON_MOU SE CON_PS2PORT_MINIDIN6F_BLACK INT CON PDA _SW ITCHE S SW_PB_SPNOx5_SMD INT TE ST_RE SE T SW_RESET_SPNO CON USERPOWER CON_IO CON_USER_20WBOXHDRRAMx 2 UIO BUZZER CODEC_AUD AUDIO SPK_L SPK_R HOST_AUDIO AIN AOUT_PBA A UDIO_A MP AUDIO_AMP_NB2C PB_AIN AUDIO SPK_L USER_LEDS CON U SE R _L E D LED_RGB_SMDx 8.SCHDOC USER_LEDS VGA# VGA SW SRAM SRA M2 SRAM_256Kx 16_TSOP44 RELAYS CON R E L AY RELAY_X4_IM03GR RELAY PWM CON PW M PWM_5.8A_30V_X4 PWM 1V21V82V53V35V0 PBPOW E R 1V21V82V53V35V0 I2C DIGITAL CODEC_AUD AIN A UDIO_CODE C Audio_Codec.SchDoc CODEC SPK_L SPK_R CON_SPE AKE R S CON_EXT_SPK SPK_R PB_AOUT PBIO LED1LED2 LED1_EXT LED2_EXT L E D_HOST LED_RGB_SMDx 2 SPDIF CON_SPDIF CON_SPDIF_INOUT_A SPDIF SPI CON DAC DAC_DAC084S085_SPI SPI CON A DC ADC_ADC084S021_SPI DAC ADC CON CON_E TH CON_ETHERNET_RJ45_LEDS ETH# TFT_IO TFT_TOUCH CON_L CDTFT CON_FFC40_LCDTFT.SCHDOC CON CON_RE L AY CON_RELAYx 4_KMRJIO3_5MM_12WAY CON CON_RS232 CON_RS232DCE_DB9_TH BOOT_FLASH MOUNTS Mounts.SchDoc INT EXT R S485 RS485_ISL8491 CON_PSU PWJACK+SWITCH.SchDoc HOST_USB HOSTUSB# EXT INT HOST_USB_TXR X USB_CY7C68001-56LFC.SchDoc VBATT CON_BA TT CON_BATT_COIN VBATT VBATT RTC R T CL OCK CLK_PCF2123_RTC HOST_RTC USERPOWER U SE R _POW E R USERPWR.SCHDOC CON CON_HOST_SD CON_SD_KSDC012551 RS485#CON CON_RS485 CON_RS485_RJ45 INT EXT MIDI INTE RFA CE MIDI_FULL CON CON_MIDI CON_MIDI_DIN5 MIDI# MIDI RS485HOST_AUDIO PBCTRL DB_PROGRAM HOST_JTAG HOST_ID HOST_CLK HOST_SRAM HOST_LED1 HOST_LED2 HOST_SD DB_SRAM1 DB_SRAM2 DB_MEM DB_STATUS ADC# RELAYS# PWM# DAC# UIO_PWR DB_JTAG DB_CLOCKS PB_SPI USER_FLASH DB_SPI EXT ONE_WIRE_DB_PB AIN I2C SPI AOUT CTRL PBPOWER CON_PE R IPHE R AL _BRD PBCON USER_LEDS SW_PDA SPARE_IO CON_L E DKBD CON_NB3000_LEDKB SERFLASH SYSBOOT FLASH_M25PX0_SPI_8Mbit GOLD_FLASH SERFLASH GOL DE N FLASH_M25PX0_SPI_8Mbit FLASH U SE R _FL A SH FLASHSPI_M25PX0 INT SW _DIP8_SM T SW_DIP8_SMT CON CON_KE YBOAR D CON_PS2PORT_MINIDIN6F_BLACK CON CON_USB1 CON_USBA_RA_UPRIGHT LEDS# ATE DIAGCOMMS A TE INTE R FACE CON_NB3000_ATE_INTF ISP176X PORT1 PORT2 PORT3 U SB_U SE RHOST USB_ISP1760 ATE VGA#SPDIF UIO ADC#DAC#AUDIO HOST_JTAG PWM RS232#RS485#KBD#MSE#MIDI# HOST_ID A TE INTE R FACE VGA#SPDIF UIO ADC# DAC# AUDIO HOST_JTAG PWM# RS232#RS485#KBD#MSE#MOUSE ISP176X PORT1 PORT2 PORT3 PROTOTYPE U SE R _PROTOTYPE _AR E A PROTOTYPE_A PROTOTYPE CON CON_AU DIO CON_AUDIO_AC99_NOMIC.SCHDOC DIAGCOMMS MIDI# HOST_ID SW# SPAREIO MEM COMM ON_ME M OR Y CommonMemory CON CON_ADC CON_ADCx 4_KMRJIO3_5MM_6WAY CON CON_DAC CON_DACx 4_KMRJIO3_5MM_6WAY CON CON_PW M CON_PWMx4_KMRJIO3_5MM_6WAY CON CON_USB2 CON_USBA_RA_UPRIGHT CON CON_USB3 CON_USBA_RA_UPRIGHT SRAM SRA M_HOST SRAM_256Kx 16_TSOP44 TFT_TOUCH INT U SB_CL K OSC_24MHZ.SchDoc HOST_USB.XTALIN HOST_USB.XTALOUT CMOSOUT XTALIN XTALOUT OSC DBUSB.XTALIN

CPLD与FPGA区别

CPLD和FPGA区别 可编程逻辑器件主要包括FPGA和CPLD，FPGA是Field Programmable Gate Array缩写，CPLD是Complex Promrammable Logic Device的缩写。 从可编程逻辑器件的发展历史上来讲，CPLD一般是指采用乘积相结构的基于EEPROM的器件，所以具 有非挥发的,不需要外部配置ROM,具有保密性和有限次编程次数(根据不同的结构，从100次到1万次不等)等特点，适合用在胶合逻辑(glue logic，如DSP芯片外围的译码逻辑),IO扩展，IO电平转换，FPGA 芯片配置等应用场合。如Altera的MAX7000和MAX3000系列芯片，Xilinx的XC9500和CoolRunner/II 系列芯片，Lattice的ispMACH4000/Z系列芯片都是CPLD器件，容量从32宏单元到512宏单元不等。 FPGA主要是指采用四输入查找表(LUT4)的基于SRAM的器件，因为SRAM是挥发的，掉电丢失数据， 所以FPGA需要外部配置ROM，上电的时候，从外部的ROM把FPGA的配置数据导入到FPGA芯片内部后工作。具有SRAM的FPGA采用标准的CMOS制造工艺，可以随着最新的工艺而更新还代，给用户带来了实惠；衡量FPGA容量的一个基本指标是逻辑单元(Logic cell或者Logic element),由一个可编程得LUT4和一个可编程的DFF组成，LUT4完成组合逻辑功能， 而DFF用来实现时序功能。FPGA的容量从几千的逻辑单元到几十万的逻辑单元不等。如Altera的Cyclone/II/III和Stratix/II/III系列芯片，Xilinx Spartan3/3E/3A/3AN和Virtex4/5系列芯片都是FPGA器件。 随着芯片技术的发展，CPLD和FPGA的概念已经模糊在一起，如Altera和Lattice公司把小容量(小于2K 左右逻辑单元)非挥发的可编程器件归到CPLD里，如Altera的MAXII系列和Lattice的MACH XO系列芯片，把基于SRAM的FPGA和FLASH的储存单元做到一个芯片里面，以及跟传统的CPLD不一样了； 总之，我们可以简单的区分FPGA和CPLD，CPLD：小容量(<2K左右LE)的非挥发的可编程器件；其它 的可编程器件都可归到FPGA。 系统的比较： 尽管ＦＰＧＡ和ＣＰＬＤ都是可编程ＡＳＩＣ器件，有很多共同特点，但由于ＣＰＬＤ和ＦＰＧＡ结 构上的差异，具有各自的特点: ①ＣＰＬＤ更适合完成各种算法和组合逻辑，ＦＰＧＡ更适合于完成时序逻辑。换句话说，ＦＰＧＡ更适合于触发器丰富的结构，而ＣＰＬＤ更适合于触发器有限而乘积项丰富的结构。 ②ＣＰＬＤ的连续式布线结构决定了它的时序延迟是均匀的和可预测的，而ＦＰＧＡ的分段式布线结 构决定了其延迟的不可预测性。 ③在编程上ＦＰＧＡ比ＣＰＬＤ具有更大的灵活性。ＣＰＬＤ通过修改具有固定内连电路的逻辑功能 来编程，ＦＰＧＡ主要通过改变内部连线的布线来编程；ＦＰＧＡ可在逻辑门下编程，而ＣＰＬＤ是在逻辑块下编程。 ④ＦＰＧＡ的集成度比ＣＰＬＤ高，具有更复杂的布线结构和逻辑实现。 ⑤ＣＰＬＤ比ＦＰＧＡ使用起来更方便。ＣＰＬＤ的编程采用Ｅ2ＰＲＯＭ或ＦＡＳＴＦＬＡＳＨ技术，无需外部存储器芯片，使用简单。而ＦＰＧＡ的编程信息需存放在外部存储器上，使用方法复杂。 ⑥ＣＰＬＤ的速度比ＦＰＧＡ快，并且具有较大的时间可预测性。这是由于ＦＰＧＡ是门级编程，并 且ＣＬＢ之间采用分布式互联，而ＣＰＬＤ是逻辑块级编程，并且其逻辑块之间的互联是集总式的。

基于FPGA开发板的数字钟设计初探

基于FPGA开发板的数字钟设计初探 摘要：本文介绍了基于FPGA开发板的数字钟设计的基本构想，所提供的功能，基本的模块和控制逻 辑。 关键词: 模块，数字钟 1引言 VHDL结合FPGA可以方便地，可重复利用地实现各种设计，本文主要从原理上规划出设计一个数字钟需要的模块和功能逻辑，以便后期使用VHDL和FPGA实现。 2 设计原理 本文打算实现的数字钟向用户提供的功能包括：秒、分、时、日、月显示，闹钟设定，时间校准。鉴于所提供的功能，电路应当包括以下五大模块：控制模块，分频模块，闹钟模块，计时模块和显示模块。控制模块包括了输入部分，用户通过外部按钮选择数字钟工作模式和输入基准时间，闹钟时刻；分频模块主要是给需要的模块提供特定频率的时钟信号；闹钟模块的主要作用是接收并存储用户输入的闹钟时刻，比较当前时刻是否是用户所设定的闹钟时刻，进而决定是否启动闹钟提醒装置（蜂鸣器）；计时模块包括了秒、分、时、日，月计数模块，并提供给显示模块显示输出；显示模块包括数码管及驱动部分，蜂鸣器。 3 电路设计 控制模块主要是一个译码电路，控制系统所处的模式：正常计时显示，时间校准，设定闹钟。 计时模块通过六十进制、二十四进制、三十或三十一进制和十二进制的计数器实现计时。计时模式下利用分频器提供的基准时钟信号实现计时；时间校准模式下，用户输入按钮的脉冲作时钟信号。 分频模块是一个分频器，将系统提供的时钟分频到需要的频率。 闹钟模块在计时模式下利用比较电路检测当前时间，如果是闹钟时刻，则启动蜂鸣器；闹钟模式下，用户通过输入按钮脉冲设定闹钟，闹钟模块记录并存储。 显示模块在计时模式和时间校准模式下由计时模块控制显示，设定闹钟时由闹钟模块控制显示，方便用户设定闹钟，蜂鸣器由闹钟模块控制。

FPGA_ASIC-一种高精度运动控制器IP核设计与实现

一种高精度运动控制器IP核设计与实现 闫永志 王宏 杨志家刘鹏 (中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁 沈阳 110016) (中国科学院研究生院，北京 100039) 摘 要：本文提出了一种运动控制器软IP的设计方案，该控制器可以控制4个轴的步进电机或数字伺服电机，可以进行各轴独立的定位控制、速度控制，也可任选2轴或3轴来进行直线、圆弧和位模式插补。文中介绍了其系统结构、基本功能和插补算法。设计最终形成软IP核，并在Xilinx公司的Vertex2系列FPGA 中予以实现和验证。 关键词：运动控制 插补 IP ASIC FPGA 中图法分类号: TN4文献标识码：A Design and Implementation of High Precision Motion Controller IP Yongzhi Yan1,2 Hong Wang1 Zhijia Yang1Peng Liu1 1( Shenyang Institute of Automation , Chinese Academy of Sciences, Liaoning Shenyang, 110016) 2( Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100039) Abstract: This paper designs a motion controller soft IP, it can control 4 axes of either stepper motor or pulse type servo drivers for position, speed, and interpolation. Any 2 or 3 axes can be selected to perform linear, circular, and bit pattern interpolation. We describe structure, function and interpolation arithmetic of the motion controller. Finally, the montion controller soft IP is implemented and verified in Xilinx Vertex2 FPGA. Key words:motion control interpolation IP ASIC FPGA 1引言 随着计算机、控制理论、微电子等技术的迅速发展，运动控制技术取得了巨大的进步，已成为推动新的产业革命的关键技术。简单地说，运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理，使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动[1]。早期的运动控制技术主要是伴随着数控技术、机器人技术和工厂自动化技术发展而来的。近年来，随着运动控制技术的不断进步和完善，运动控制器作为一个独立的工业自动化控制类产品，已经应用在越来越多的产业领域中。 目前基于PC(Personal Computer)总线的以DSP(Digital Signal Processing)或专用运动控制ASIC(Application Specific Integrated Circuit)作为核心的开放式运动控制技术已经成为主流。将PC 机的信息处理能力和开放式的特点与运动控制器的运动轨迹控制能力有机地结合在一起，具有信息处理能力强、开放程度高、运动轨迹控制准确、通用性好的特点[2]。本设计使用verilog硬件描述语言设计了一种带有通用的PC机总线接口的运动控制器软IP(Intellectual Property)核，并通过FPGA(Field Programmable Gate Array)予以实现和验证。 2系统结构和基本功能 本设计是一个用于实现4轴运动控制的控制器，通过这个控制器可以控制由步进电机或由数字脉冲型伺服电机驱动的4个轴的位置、速度和插补。该系统由5个部分组成，分别是(1)命令/数据处理模块(2)插补控制模块(3)4个轴的运动控制模块(4)中断信号发生模块(5)脉冲分配模块。图1为该运动控制器的系统结构图。 该运动控制器的主要功能如下： (1)独立的四轴驱动：可以分别控制四个电机驱动轴的运动，四个轴的功能完全相同。 (2)驱动速度控制：驱动脉冲的输出速度可以从1PPS(Pulses Per Second)到4MPPS，每个驱动轴可以进行定速驱动、直线加/减速驱动、S曲线加/减速驱动。 (3)2轴/3轴直线插补驱动：可以选择4个轴中的任何2个或3个轴进行直线插补驱动。 (4)圆弧插补驱动：可以选择4个轴中的任何2个轴进行圆弧插补驱动。

采用 CPU,ASIC,FPGA和NP网络处理器的网络交换机体系结构的比较

通用CPU,ASIC,FPGA和NP网络处理器这四种网络交换机体系结构的详细比较分析 使用NP+ASIC的体系设计方式是最为完美的选择。使用ASIC芯片高速处理各种传统的业务，如二层交换、三层路由、ACL、QoS以及组播处理等等，满足核心交换机对于交换机处理性能的需求；而利用NP实现各种非传统或未成熟的业务，根据需要灵活支持IPV6、Load Balancing、VPN、NAT、IDS、策略路由、MPLS、防火墙等多种业务功能，满足核心交换机对于业务按需叠加的需求…… 多层交换体系结构的引入有效地提高了局域网的速度，对多层交换体系结构排队模型、交换实施和交换结构等方面的了解，可以更深刻地认识到局域网交换机在性能上的提高。 首先明确几个基本概念： 排队模型 交换结构是指数据从一个端点到达另一个端点的“高速路”，排队是一种用于控制拥塞的缓冲机制，当交换结构出现拥塞时，会在很大程度上直接影响交换机的性能，所以进行拥塞管理是非常有必要的。在

多个端口争用同一个端口时就需要拥塞管理，对信息包进行排队处理。排队可以采用动态缓冲区排队或固定缓冲区排队，其中动态缓冲区排队时缓冲区长度为固定增量（如每次64K字节），可以更有效地利用缓冲区资源；而固定缓冲区排序时缓冲区的长度是固定的，这样缓冲区的使用效率不高，但比定制控制器（custom conollers）成本低。排队可以在交换结构的输入端口进行，即输入排队，也可在交换结构的输出端口进行，即输出排队。在输入排队时，信息包在进入端口处得到缓冲，最高可将吞吐量减少60％，但会造成线路端阻塞；在输出排队时缓冲区设在输出端口，无线路阻塞，但在流量高峰期间会造成缓冲区溢出。 交换实施 交换实施用来说明交换决策的地点和方式：是在本地还是在中央地点，是最长匹配还是准确匹配。 交换决策的地点是中央地点时，就是集中交换。集中交换采用集中发送表，针对交换和识别提供集中控制，为达到实施的快速处理，查询由ASIC完成，集中交换可以执行第2层或第3层查询。 在分布式交换时，交换决策由端口或模块在本地进行，其第2层和第3层表必须实现同步化，以便说明添加、移动或修改。 交换实施还可分为基于流量的交换和基于转发信息库的交换。基于流量的交换是基于需求的交换，入口包含源地址、目标地址和/或第4