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难能可贵的FPGA学习开发板——BeMicro Max10评测

发布时间:2020-06-09 发布时间:
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毫不夸张地说,Altera的MAX10系列产品是CPLD的一次重要革新,在前代MAX系列产品的基础上,MAX10大幅提升了逻辑资源密度(最高具有50K逻辑单元),内部集成了包括如嵌入式处理器软核、DSP模块、DDR3存储控制器等资源,完全不逊于一些低端的FPGA器件。在爱板网先前的评测文章中(评测),我们也体验过了基于MAX10的Altera FPGA评估套件,今天我们将介绍另一款基于MAX10的 FPGA开发板BeMicro Max10。

开箱

刚拿到BeMicro Max10,你会被它小巧的外观着实震撼一把,你很难想象这是一块FPGA开发板。BeMicro Max10包装简洁明了,内部只有一块板卡以及一根miniUSB线。

千万别小看这块连明片大小都不如的板卡,BeMicro Max10板载了多数基础功能的开发,如LED、按键、DAC转换、多种传感器包括加速度、温度传感器等,非常适用于那些FPGA刚入门的小伙伴,当然,BeMicro Max10也引出了众多的IO口可供工程师DIY或者二次开发,而且让人欣喜的是,板卡居然集成了板载的调试器,这对于工程师来说,无论是成本还是开发都是非常给力的。

硬件介绍

BeMicro Max10整块板卡通过miniUSB接口供电,这个接口同时也是USB-Blaster调试器的接口。

作为一款入门级的FPGA开发板,BeMicro搭载的外设资源相当可以,既不会让你感觉无所调试,又不会让初学者感觉到很困难。从以往的经历来看,很多FPGA开发板都搭载了众多的拨码开关以及跳帽,各种信号的共用等,对于初学者来说,极不容易上手,而BeMicro Max10很好的规避了这点,让你感觉不到上手的难度。如下图所示,整个板卡的硬件系统清清楚楚,一目了然。

值得注意的是,板卡虽然同时设计了50MHz以及24MHz的时钟电路,但是在爱板网手上的这块板卡仅搭载50MHz的晶振,如下图所示。

从官网的使用文档上来看,50MHz的时钟主要是用于提供的系统例程的参考时钟设计,而24MHz时钟是作为用户备选的第二时钟,不过从此时的板卡看来,用户也只能使用50MHz的晶振作为时钟的输入源了。

Altera公司其他FPGA开发板相关推荐:

  • MAX II开发套件   一款可编程逻辑 IC 的嵌入式FPGA同时为设计师提供了一种简单的方法来评估MAX II器件功能的开发工具。
  • CYCLONE IV 入门套件  一款基于MAX II CPLD EPM2210系统控制器为低成本应用开发FPGA设计、测量FPGA的低功耗的开发工具。
  • MAX V开发套件  一款全面的,低成本的可迅速开始开发低成本,低功耗CPLD设计的可编程逻辑 IC开发平台。

BeMicro Max10板载资源:

  • MAX® 10 FPGA (10M08DAF484C8GES)
  • 板载嵌入式调试器USB-Blaster
  • 50M/24M时钟电路
  • 8MB SDRAM (4Mb x 16) (ISSI IS42S16400)
  • 三轴加速度ADI ADXL362
  • DAC转换器ADI AD5681
  • 温度传感器ADI ADT7420
  • 热敏电阻/光敏电阻
  • 8个LED/4个用户按键
  • 2个6pin的PMOD接口、2个40pin的IO口扩展接口
  • 1个6pin的模拟输入接口、一个80pin的BeMicro card edge接口

BeMicro Max10除了配备一些基础的功能,其扩展接口也非常丰富,同时,它也保留了Arrow BeMicro套件中使用的80pin edge接口,用户可以轻松的从BeMicro SDK或者BeMicro CV套件上迁移设计,利用MAX10 FPGA器件上的新特性,诸如ADC模块、温度二极管以及Flash存储。

MAX® 10 FPGA (10M08DAF484C8GES)特性:

  • 8000个逻辑单元(LE)
  • 414Kb on-chip存储
  • 256Kb 用户存储
  • 2个锁相环路(PLL)/24个18x18位 乘法器
  • 1个ADC模块 :1 MSPS,12位,18通道
  • 17路模拟输入
  • 1个温度检测二极管
  • 250通用输入/输出(GPIO)
  • 非易失性的自配置双引导启动支持

可以看到,BeMicro Max10开发板板载的FPGA器件具体的型号为10M08DAF484C8GES,这属于Altera MAX10器件中面向中低端的产品,MAX10系列的产品还包括功能更为强大的10M16、10M25、10M40、10M50,它们之前的差别如下图所示。

Altera公司其他FPGA开发板相关推荐:

  • MAX II开发套件   一款可编程逻辑 IC 的嵌入式FPGA同时为设计师提供了一种简单的方法来评估MAX II器件功能的开发工具。
  • CYCLONE IV 入门套件  一款基于MAX II CPLD EPM2210系统控制器为低成本应用开发FPGA设计、测量FPGA的低功耗的开发工具。
  • MAX V开发套件  一款全面的,低成本的可迅速开始开发低成本,低功耗CPLD设计的可编程逻辑 IC开发平台。

开发环境以及上电启动

对于FPGA的开发,熟悉和使用EDA工具是一件非常重要的事。BeMicro Max10开发板推荐使用Altera的EDA工具Quartus II,由于MAX 10是Altera最新推出的产品,相应的EDA版本需要14.0.2以上的才可支持,而且14.0版本以后的Quartus II需要64位的系统方可支持,这方面就有点对PC环境有所需要,工程师要特别注意。而目前官网最新的版本已经到了15.0。

下载软件的话可以选择使用下载器或者直接下载,不过不知道是网络问题还是笔者人品有问题,下了几天也没下载成功。在下载软件的时候可以尽可能的根据需求使用下载,比如你只需要开发MAX10系列的器件,那就只需下载相应的器件软件包,这可以省下不少时间。

下载安装完Quartus II,我们还需要下载软件的升级包,包括了软件和IP的升级,有助于更好的开发。

有一点特别要注意,在安装Quartus II的时候会提示安装USB-Blaster调试器的驱动,记得一定要安装,在后期使用板载的调试器进行下载调试的时候是必须的。

开发环境熟悉后,我们就可以电启动板卡了,BeMicro Max10只需使用电脑的USB接口即可实现供电运行出厂内置的LED点灯例程,非常方便。

众所周知,MAX10器件最大的一个特色便是双配置闪存了,我们可以在一个芯片上存储两个镜像,在镜像间动态切换,BeMicro板卡在设计的时候也考虑到了这点,我们可以通过跳帽J3来切换不同的镜像启动方式,是不是很赞!

对于BeMicro Max10具体开发操作流程我们可以参考官方提供的上手使用指导或者爱板网之前Altera MAX 10 FPGA评估套件的评测,本文就不再一一叙述了。

小结

介绍了Arrow推出的基于MAX10器件的BeMicro FPGA开发板,板载Altera最新的MAX10器件 10M08DAF484C8,具有双配置闪存、Nios II 软核嵌入式处理器、DSP 模块等特色,BeMicro开发还具有丰富的外设资源,包括基础的LED、按键功能、各种传感器器件如温度传感器、加速度传感器等、DAC转换器等功能,同时板卡还扩展出众多的IO可供工程师DIY或者进行二次开发,无论是对于FPGA的初学者或是想通过MAX10玩出点什么特色的工程师朋友,BeMicro绝对是一个难能可贵的FPGA学习进阶板。




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