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“突变的怪形”:FPGA + STM32

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eefishing 发布时间:2019-2-27 22:57
本帖最后由 eefishing 于 2019-2-27 23:00 编辑 * r, d# |) F; l  M  {  h% Q

4 Y3 l% q7 y5 R描述3 s5 O- W) e& q3 o2 {
两个开发板合为为一个:第一个基于STM32的Arduino(“枫叶迷你”兼容)和第二个旋风II FPGA开发板,用来玩VHDL/Verilog。它还兼容“Multicomp”(“Multicomp”是一个模块化的VHDL设计,“运行”一些著名的复古8位CPU由Grant Searle),使选项“运行”容易VHDL SOC与Z80/6809/6502 CPU和I/O,包括高清(在SD)和彩色VDU。0 m4 n$ _8 m: `  \! C

3 f2 j1 L9 E  x8 G$ W

* i/ Y. X, m* P' V- O6 \5 U/ C9 W2 `4 B, V
) I4 s5 I0 T" D* ]' h

, Z0 ]9 ~% }: k8 |* h" j$ M; f
9 ?4 _( B& X) |, r
硬件概述! C2 C, u+ p+ o6 U* M

% A4 p) g. t7 i0 [
6 P* u/ }$ `9 M& A6 B
这就是CPLD趣味板的“自然”演变。这个想法是用廉价和容易找到的组件制作FPGA板,用STM32 Arduino作为FPGA的“刺激发生器”或“伴侣”处理器,用512KB的SRAM和通用I/O作为GPIOs, VGA和PS/2键盘来“运行”HDL SOCs。4 @$ a( q- o6 H1 n7 p4 z' g

$ B' E8 B# q. S* |$ V3 Q更重要的是,它可以选择“运行”轻松地多comp VHDL SOCs具有所需的HW。
2 c2 }8 B! u! z9 D8 z4 z, Z; R" W7 y1 P
Multicomp是一种模块化的VHDL设计,用于“运行”Grant Searle制造的一些著名的复古8位cpu。
, ^+ j+ F' E" e5 ]# b+ g6 h
586511550851699908.jpg
5670431549027538700.jpg ; i2 ]/ w1 O( u( C; K

* S( _/ T# h( t6 B0 r! _& J4 W, z. ]6 C% w9 r7 u8 g0 d2 U; o
这里是PCB的细节。请注意,下图中的PCB具有ENIG表面光洁度。这不是绝对必需的。您可以使用最便宜的HASL表面处理:

- x) g* Q0 B/ X7 G* E 5963461549100391570.jpg
5 f5 K- z  O- y+ r, j  |5 N. y5 K+ l: U' k* w
PCB留给选择焊接“遗留”的SD插座(如之前的图片)或微型SD插座,如下图所示:
+ T4 }7 v' l5 i5 ?) V 6173761550851579547.jpg
: U/ g2 O( C# o0 @2 z6 X3 @ 6904591549020142573.jpg
- F7 u; N; p, `2 M, f) Z8 S! K# m! d1 H* h$ [7 W' a

3 `7 J2 y/ ^8 b6 t1 K0 R) L5 M. w

! ^) i9 F4 a! d- f  z5 ]STM32的ARDUINO
' |8 f4 T7 w% s/ ~6 C1 E+ f
% k8 @8 B. C/ `% t! o: T: N2 K* ESTM32F103C8T6单片机作为FPGA的“刺激发生器”或“伴侣”单片机,通过USB接口使用友好的Arduino IDE轻松编程。
: ~# @4 m8 Y6 W9 x; o
8 R- o2 h2 M/ E3 yMCU保留了五个按钮(RST, BUT, USER1-USER3)和一个led (PB1)。% w8 T2 S' B/ M2 |0 B& j
) \4 l6 @% ]/ S7 ~# E
还有一个专用的GPIO连接器(GPIO1)。  l  x' U- C8 P4 j- f& q4 f

7 K% L" n( j$ p$ w4 NSTM32F103单片机的端是“Maple Mini”兼容的,所以可以使用http://www.stm32duino.com提供的STM32F103 Arduino core(更多信息请点击这里)。想了解关于Maple Mini和stm32duino的小故事,请点击这里。
0 B* k. W4 w% U1 ~3 K; t& F$ W+ j+ A0 n; N
您需要首先使用廉价的“St-Link V2”加密狗通过SWD连接器(或者在串行连接器上使用串行usb适配器)来闪存引导加载程序。! R7 N; P7 P1 V! G$ U0 P6 e7 o1 W
7144291504254066818.jpg
/ D) J+ W. \7 s
) U- F- W* m. l1 @

9 k$ U. ?: ^; a- i3 [
, D# W4 l1 o: O4 H7 {7 ]THE CYCLONE II FPGA2 t+ F! I8 B1 Q" Y# U
9 v* i* `9 X/ w" B9 R* Y0 ~7 X1 s
为了配置FPGA (EP2C5T144C8N),它使用Quartus II IDE (v13sp1免费版是支持Cyclone II FPGA的最后一个版本)和一个通过JTAG或作为连接器的廉价“USB Blaster”加密狗。
7 j% b. _* E4 Y: b6 A9 `  U% b; S6 h7 {8 |: N9 i4 n) W; R
要将FPGA配置永久存储到eeprom中,您可以使用AS连接器,也可以使用具有SFL IP核心的JTAG连接器,如本Intel视频中所述。
) h! w7 G2 x" Y) K 8717831504254158550.png ! q0 W9 o) H- O0 {, M9 H

& J2 H1 T  f& D. P* y. gFPGA保留4位7段led显示、4个按钮(USER4-USER7)和4个led (LED1-LED4,前3个为“user”led,最后一个为配置活动指示器)。5 V. h7 u6 G; ]6 x' N! y: Y2 ^

  ?, J- |4 _, b* H+ K' u5 eFPGA的一面也有DEV_CLRn按钮来清除所有内部FFs nCONFIG按钮强制配置重载(重启的FPGA),和一个DEV_OE开关强制所有的FPGA别针HiZ(使用DEV_CLRn按钮和DEV_OE开关必须使他们首先在第二第四的IDE)。5 J2 ]8 b" j$ B
" h+ M( c! R7 E3 x3 G4 m( h8 P6 r! v
还提供了机载50MHz振荡器,以及用于外部振荡器的连接器。
! t  Z* u" U: H. p# q6 T" }8 e9 M7 ?  K+ ?5 e% ~* g
有13条I/O线“连接”STM32和FPGA,每条线上都有一个由两个连接器(TEST1和TEST2)组成的引脚。这样就可以很容易地用作用域或LA“观察”它们之间交换的信号。
6 D# ^% j' b& G" D$ _2 {
/ V5 B6 k0 t& z+ D4 @2 H: X% S在这13条I/O线路上,单片机端有各种外设(如串行、I2C、SPI)。
& X) ?- N* C) L) A2 @: ^! x) l6 I5 n6 n+ w: r
在FPGA端(GPIO2连接器)还有其他22个GPIOs。注意,有些GPIO与VGA、PS/2和SD共享)。
4 I+ x. ?4 i* j( t也可以使用Arduino STM32“侧”或FPGA“侧”作为一个独立的开发板,TEST1-TEST2连接器作为普通GPIOs(在HiZ中持有另一个“侧”的插脚)。
6 x2 V0 j) Q" R+ a
9 ~4 h2 d% i& S" A6 i  v
) u8 m; w( x# j6 v

8 b  d: c% }$ [, V/ H5 K* *项目状态* *
4 L# u7 }1 H6 o( Q" ~* b9 o6 `4 E# N1 M, D4 z. I6 a
这里必须编写大量文档来解释如何使用它……
; \( M7 d. @+ e4 k# I% n# _; Q. A1 S/ t+ X, i
我还准备了一些可以运行的“一些”Multicomp示例(包括SD图像)。我可能会用github。' n6 U& r  D* }: c1 J

) g$ Z( a  @' Y. j% P: n7 ?如何得到一个PCB* *5 Y- I* y6 L. u4 h

7 m8 h' o6 s$ ^$ W3 z  C8 c4 h/ P6 O像往常一样,我准备了一个“简单”的链接来获得少量(最少5个)PCB。链接是这个。1 l1 B1 y5 e" f& o% o3 }3 h: F
' v/ y; G9 [; _6 c# Z- f, A: a* }

" p  {5 {" a+ @; c

3 \& x/ r. A' V4 S) V; T3 I* *学分和执照* *
0 K4 b2 {# K: Z
: B# g/ \" g2 j1 Y' A- RMulticomp VHDL是基于Grant Searle的原始工作,并以以下许可证发布:6 v1 i  l1 _2 N: {) G5 a

& `! O% K  J% L) T( B9 t" z) z下载这些文件时,您必须同意以下内容:我们尊重ROM内容的原始版权所有者。使用任何文件的内容在自己的项目中自由是允许的,但任何出版的材料包含全部或部分的任何文件分发,或来源于我在这里所做的工作将包含确认回我自己,格兰特塞尔,回到这个页面的链接。任何发布或分发的包含本页所有或部分文件的文件必须免费提供。”(http://searle.hostei.com/grant/Multicomp/index.html)。
# O: p8 _6 i2 C8 h3 h5 p( f2 f# ?1 H
所有的项目文件(SW和HW)都是在GPL v3下授权的。
# e( }. I7 V/ l$ ?$ h6 }* z% t) j5 n  [% A
如果您以任何方式使用本材料,请注明作者(本人),我们将不胜感激。
3 F, r4 M% I7 _' C9 \7 q" P: t

' |- b* H1 ^$ S5 s9 H0 s6 M1 I6 k1 h7 s* d
/ E2 ?7 r& u5 n% w' @$ [# Z6 |  c
原创:Just4Fun
* ^# k9 ~% D6 o! g  o7 s# A出处:http://hackaday.io/project/163683-the-thing-fpga-stm32/details
! j" G; n1 X, r  n- q
; ?, x8 l4 v( A% Y( l5 i1 K6 n
/ ]  T0 v- J+ z& s( G- X; c$ u1 I% g
+ [5 x2 u+ q. z% j, [' k
+ Y$ w/ H8 V3 v3 d( S
- u7 x3 h+ C, b/ `( `/ v
收藏 评论1 发布时间:2019-2-27 22:57

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1个回答
Kevin_G 回答时间:2019-2-28 18:23:28
学习下

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