Anvyl FPGA开发板是由Digilent公司最新推出的又一款的基于Xilinx Spartan6 FPGA的学习平台。Spartan6系列FPGA是目前Xilinx公司所推出的主流的针对成本敏感性应用产品系列，由于其低成本以及相对不小的逻辑资源，因此也非常适合作为FPGA学习的入门器件。目前市场上也有非常多的基于Spartan6 FPGA的开发板，比如之前爱板网曾经介绍过的Nexys3开发板和Atlys开发板都是由Digilent公司设计的基于Spartan6 FPGA数字开发平台。

Digilent公司是一家在FPGA、微处理技术领域具备顶尖设计、制造水平的公司， 这次推出的Anvyl FPGA开发板与之前的产品不同，可以说是完全为高校教学实验所设计的一款FPGA学习平台。Anvyl FPGA开发板提供了丰富的外设接口包含了几乎所有能想到的外设功能，而且Digilent还提供相应的FPGA相关教学课程，并且在不断完善。作为同一家公司设计的FPGA开发板卡，同样都是基于Spartan6系列的FPGA器件，Anvyl FPGA开发板借鉴了很多Nexys3和Atlys的设计。如果仔细对比会发现他们之间很多外设功能模块设计相似，有的甚至器件都一样。

Anvyl FPGA甚至还取了一个中文名字“启智燧石”，让我们来看看这款最新的FPGA数字开发平台到底是什么样的。

Anvyl FPGA开发板的目标是作为学校教学实验所用的平台，所以尺寸很大，并没有考虑到便携性，开发板的设计不像Nexys3那样紧凑。

PCB采用了红色，由于板子的尺寸很大27.5cm x 21cm，PCB的布局和走线相对宽松。Anvyl FPGA开发板的最大特点是外设接口非常丰富，甚至还配置了面包板，作为教学平台可以试验大部分硬件设计中常用的功能模块。

Anvyl的一些主要参数：

• FPGA芯片：XC6SLX45-CSG484-3 (Spartan6-LX45)
• 128MB DDR2 SDRAM
• 2MB SRAM
• 16MB QSPI FLASH
• 10/100 Ethernet
• 标准HDMI输出接口
• 12位VGA接口，分辨率800x600
• LCD：480x272 全彩色液晶电阻触摸屏
• OLED：分辨率128x32 蓝色显示
• I2S CODEC音频接口
• 100MHz时钟晶振
• USB1：micro USB接口，JTAG编程和UART共用
• USB2、USB3：两路A型 USB主设备接口，可接HID设备和U盘
• LED：14个LED，其中8个红色LED，2组“红黄绿”LED
• 开关：8个滑动开关，8个拨码开关（2组x4）
• 按键：4个按键
• 7段数码管：6个
• 4x4 小键盘
• 面包板：10路FPGA信号
• 扩展接口：7路Pmod接口；一组2x20扩展接口（信号与4组Pmod共用）

Anvyl FPGA开发板硬件的详细细节

硬件部分

1. 主芯片XC6SLX45 CSG484

Anvyl FPGA开发板上的主芯片XC6SLX45-3 CSG484，采用了Chip Scale封装（CSP），尺寸为19mm X 19mm，与Atlys FPGA开发板上所用XC6SLX45 CSG324的逻辑资源相同，只是封装尺寸不一样，最大用户I/O也由218个增加到320个。因为Anvyl上配置了大量外设，所以芯片的I/O所需较多。FPGA芯片速度等级为“3C”，这是Spartan-6 LX系列器件的最高等级，DDR2控制器速度达到800Mb/s。

2. FPGA配置

FPGA芯片的配置是非常重要的一个部分，程序调试和下载都需要靠FPGA的配置设置。在Anvyl上有3种配置方式：

• USB JTAG接口：USB转JTAG口。通过USB线从PC机下载程序到FPGA，直接下载程序一般格式为.bit或者.svf文件。当然也可以烧录程序到FLASH ROM。
• JTAG插座：板上还有一个6针的JTAG插座，如果有Xilinx的编程工具Platform Cable USB II可以用来编程下载程序。
• SPI FLASH：FPGA也可以从SPI接口FLASH ROM中下载程序。烧录到FLASH ROM中的程序格式一般为.bit、.bin或者.mcs文件。

Anvyl上有一个USB桥接芯片FTDI FT2232HQ，是最新USB转UART/FIFO芯片支持USB2.0高速传输。FT2232H可在各种工业标准的串行或并行接口(例如UART或FIFO)下配置，同时提供两种可配置的接口，每个接口均可配置为UART、 JTAG、SPI、I2C或带独立波特率发生器的位响应模式串口。

Anvyl上的编程接口和UART串口就是通过一个Micro USB接口传输，同时提供了一个6针的JTAG口（J10），可连接Xilinx的编程线缆。

3. 电源

Anvyl电源输入通过标准的2.1mm孔径插座，外接附送的5V 4A电源适配器。考虑到Anvyl作为一个有很多外设接口的实验平台，所以电源供电比较宽松。

开发板上的主要工作电压包括3.3V、1.8V、1.2V：

• 3.3V：提供了FPGA I/O以及开发板上大部份功能器件即外设的电压供电。
• 1.8V：提供了DDR2 SRAM存储器的工作电压。
• 1.2V：提供了FPGA Core以及Ethernet PHY core工作电压。

采用了ADI公司的双路/两相DC-DC同步降压控制器ADP1850ACPZ-R7，ADP1850有非常宽的电压输入范围（通常3.3V-12V），最大能承受20V输入电压。配置成两路输出提供3.3V和1.2V电压。ADP1850采用了紧凑的32引脚LFCSP封装（5 mm × 5 mm）。

同时采用了ADI公司的DC-DC降压控制器ADP2370ACPZ，提供1.8V电压，最大电流800mA。ADP2370非常小的8引脚LFCSP封装（3mm x 3mm）。

3. SPI FPASH

Anvyl上的FPGA配置ROM采用了Qurd（4线）SPI FPASH，相比单线SPI接口速度更快。FLASH ROM采用了Micron公司的串行NOR FLASH N25Q128A13E，容量为128Mbit。一般FPGA配置文件不超过12Mbit，FLASH的其他空间还可以用来作数据存储。

4. DDR2 SDRAM

Anvyl上的DDR2 SDRAM采用了Micron公司的MT47H64M16HR-25E（或者兼容器件），容量为64Mx16Bit。其时钟为400MHz，数据读取速率支持DDR2-800，因为位宽为16为，最高性能为12.8Gbps。这里可以看到板上安装的是MIRA的 DDR2。

5. SRAM

板上的SRAM由两片Renesas的R1LV0816ASB-5SI组成，容量2MB（1Mx16Bit）。

6. 10/100 Ethernet

开发板上的以太网 PHY收发器采用了SMSC公司的LAN8720A，体积小且功耗低，是LAN8710A的简化版本，仅支持RMII接口。

RJ-45接口使用的是HALO公司的连接器HJF11-2450E。

7. HDMI

HDMI接口采用了标准A型接口，HDMI的输出使用均衡缓冲。

8. VGA

Anvyl的视频输出还配置了VGA接口，输出的VGA信号包括12位RGB信号，能产生4096色视频图像

9. LCD

板子上很醒目带有一个4.3”的LCD，采用了常用的群创AT043TN24 V7带触摸TFT液晶显示屏。AT043TN24 V7是一个全彩色的LCD屏，分辨率为480x272，带电阻式触摸面板。

AT043TN24 V7显示屏还包含了背光源，因此在Anvyl上需要为LCD提供背光源的电源，采用了天珏科技的升压DC-DC转化器FP6745S9GTR作为LED驱动。

触摸屏的控制芯片采用了ADI公司的触摸屏转换器AD7873ARUZ。AD7873是一款12位逐次逼近型ADC，具有同步串行接口以及用于驱动触摸屏的低导通电阻开关，可用于触摸压力测量。

10. OLED

Anvyl上还配备了一个显示接口，采用了SPI接口OLED  UG-2832HSWEG04，分辨率为128x32。

11. Audio

开发板上的Audio CODEC芯片采用了ADI公司的SSM2603CPZ，是一款低功耗高质量立体声音频编解码器。SSM2603配有一组立体声可编程增益放大器(PGA)线路输入和一个单声道麦克风输入，适合便携式数字音频应用。它具有两个24位模数转换器(ADC)通道和两个24位数模转换器(DAC)通道。采用了紧凑的28引脚LFCSP封装（5 mm × 5 mm）。

12. 100MHz 时钟晶振

Anvyl上有一个100M CMOS晶体振荡器作为FPGA时钟输入，FPGA的时钟输入一定要分配在全局时钟引脚。

13. USB

除了作为FPGA编程的USB口之外，Anvyl上安装了两个USB A型主机接口作为HID（鼠标、键盘）或者U盘接口。两个USB电路完全一样，使用Microchip公司的单片机芯片PIC24FJ192，使它完成作为USB HID HOST的功能。

14. 7段数码管

Anvyl上一共有3个双字的7段数码管组成了6位7段数码管显示，采用了共阴极数码管LTD-4708JR。

15. 小键盘

4x4 小键盘，一共包含16个键，利用8位I/O信号识别16个按键。

16. 基本GPIO

Anvyl上也包含了一些常用的GPIO外设例如按键、开关和指示LED。总共有8个拨码开关以及由开关控制的8个红色LED；2组”红黄绿“共6个LED；4路按键；2组x4共8路滑动开关。

17. 扩展接口Pmod

Anvyl提供了丰富Pmod接口，一共有7个Pmod连接器。都是2x6直角100mil插座。每个插座包括2个电源信号，2个低信号和8个I/O信号。Pmod连接器主要连接一些低速的和引脚不多的外部模块。Digilent提供各种各样的Pmod外围模块，设计者可以根据需要灵活的选用，大大提高了扩展性能。在Avnyl Pro增强版套餐中配备了5种Pmod模块。

另外板上有一个2X20的40脚扩展接口，它的信号与其中4个Pmod的信号共用，可以作为备用的扩展连接用。

18. 面包板

针对教学实验Anvyl上甚至安装了面包板，提供了BB1-BB10共10路FPGA的I/O信号以满足额外的实验需求。

小结

Anvyl FPGA开发板是最新的由Digilent推出的基于Xilinx Spartan6 系列数字开发平台。Digilent公司推出过多款FPGA开发板包括Nexys3和Atlys同样是基于Spartan6器件的开发板。Anvyl FPGA开发板借鉴了Nexys3和Atlys的优秀成熟的设计，同时设计了大量的功能外设，特别针对了学校教学实验的FPGA学习平台的需求。Anvyl FPGA数字开发平台已经入选了Xilinx中国的大学计划项目，后续将会推出更多针对Anvyl的教学课程，会成为一个非常理想的FPGA教学和学习平台。

目前Anvyl FPGA开发板只面向教育研究机构，通过申请学术价格购买。Anvyl包括基本版以及配有固定底座和Pmod模块的增强Pro版可以购买。