MAXimator. Zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) Partnerzy technologiczni projektu:

Transkrypt

1 Zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) MAXimator Zestaw startowy z nowoczesnym układem FPGA z rodziny Altera MAX10, wyposażony w złącze zgodne z Arduino Uno Rev 3, interfejsy wideo HDMI+CEC+DCC i VGA oraz peryferia typowe dla współczesnych systemów cyfrowych. Partnerzy technologiczni projektu: ver. 1.0

2 2 Podstawowe właściwości MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) Układ FPGA 10M08DAF256C8GES firmy Altera z rodziny MAX komórek LE 378 kb konfigurowalnej pamięci M9K 1376 kb wewnętrznej pamięci Flash dla aplikacji użytkownika wewnętrzna pamięć konfiguracji Flash wewnętrzny generator sygnału zegarowego wbudowany 12-bitowy przetwornik 24 sprzętowe multiplikatory 2 wewnętrzne generatory PLL wbudowany sensor temperatury interfejsy LVDS Złącza zgodne z Arduino Uno Rev 3 z translatorami poziomów napięć 3,3/5 V 5 kanałów ADC (12 bitów/1 MSPS) z ochroną nadnapięciową (zakres pomiarowy 0 +2,5 V) Interfejs HDMI (z warstwą fizyczną CEC oraz DDC) Interfejs wideo VGA Generator sygnału zegarowego 10 MHz 4 diody LED dla aplikacji użytkownika 2 diody LED sygnalizacyjne (zasilanie, konfiguracja FPGA) Potencjometr analogowy Gniazdo karty Flash MicroSD Złącze konwertera USB/UART Zasilacz na układach Altera Enpirion Przycisk globalnego zerowania Zasilanie z USB (z bezpiecznikiem polimerowym) lub napięciem 5 V z zewnętrznego zasilacza Złącze JTAG zgodne z USB Blasterem! Uwaga! Producent układu 10M08DAF256C8GES przygotował erratę dokumentacji o numerze ES- 1040, z którą należy się zapoznać w przypadku używania układów w aplikacjach profesjonalnych. Wyposażenie standardowe Kod Opis MAXimator Zmontowany i uruchomiony zestaw startowy BTC Korporacja Legionowo ul. Lwowska 5 tel.: (22) faks: (22) biuro@kamami.pl Zastrzegamy prawo do wprowadzania zmian bez uprzedzenia. Oferowane przez nas płytki drukowane mogą się różnić od prezentowanej w dokumentacji, przy czym zmianom nie ulegają jej właściwości użytkowe. BTC Korporacja gwarantuje zgodność produktu ze specyfikacją. BTC Korporacja nie ponosi odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody powstałe bezpośrednio lub pośrednio w wyniku użycia lub nieprawidłowego działania produktu. BTC Korporacja zastrzega sobie prawo do modyfikacji niniejszej dokumentacji bez uprzedzenia.

3 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) 3 Rozmieszczenie elementów

4 4 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) ANAIN1 D2 POT nres G15 B10 _ DEV CLRn VGA G15 R1 N1 M1 J1 L1 R G B VSYNC HSYNC RxD TxD DAT0 DAT3 CMD CLK DET1 DET2 B13 A13 A2 A3 A4 A5 A15 A14 CLK0p G15 L3 10MHz B16 B15 sembly _ DEV CLRn ADC1_ 15 ADC1_ 14 ADC1_ 10 ADC1_ 8 ADC1_ 7 ADC1_ 5 G15 R15 G15 B1 B2 C1 D1 E1 F1 +3.3V nres +3.3V +5V GND GND +5V ANIN0 ANIN1 ANIN2 ANIN3 ANIN4 ANIN5 GND C16 C15 D16 D15 E16 E15 F16 G16 G15 H16 H15 J16 J15 L16 MAX10 pin number Video interfaces LEDs lines Power supply Micro-SD card interface UART Analog inputs Other lines G15 T9 G15 T8 G15 T7 G15 T6 G15 R6 G15 R5 G15 R3 G15 R2 G15 T5 G15 T4 G15 T3 G15 T2 CEC HPDET DDCCLK DDCDAT -D2 +D2 -D1 +D1 -D0 +D0 -CLK +CLK LED0 LED1 LED2 LED3 M16 N16 P16 R16 Comments 1. All s are bidirectional and 3.3V/5V logic compatible 2. Range of acceptable voltage on all ADC inputs is V 3. Analog input ADC1_8 (ANIN3) has optional internal voltage divider 1:2V/V 4. MicroSD card interface is 3.3V logic compatible 5. nres input is 3,3V and 5V logic compatible 6. Red marked signals are power supply ver. 1.0

5 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) 5 Schemat elektryczny zestawu

6 6 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera)

7 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) 7

8 8 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera)

9 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) 9

10 10 Złącza Arduino MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) Wszystkie linie cyfrowe wyposażono w dwukierunkowe konwertery poziomów logicznych, umożliwiających współpracę FPGA z podzespołami zasilanymi napięciem 3,3 V oraz 5 V. Linie wejść analogowych Ax mają napięcia wejściowe ograniczone do zakresu 0 +2,5 V, co jest zgodne z wymaganiami zastosowanego w zestawie układu MAX10. Linie Ax mogą pracować jako z uwzględnieniem zastosowanych rezystorów 1 kω włączonych szeregowo w każdej linii.

11 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) 11 Generator sygnału zegarowego Zestaw wyposażono w generator prostokątnego sygnału zegarowego (formowany przez przerzutnik Schmitta) dołączonego do globalnej linii zegarowej CLK0p. Częstotliwość sygnału zegarowego wynosi 10 MHz. Interfejs HDMI/CEC/DDC Złącze wyjściowe HDMI umożliwia dołączenie monitora oraz kanały pomocnicze DDC oraz CEC. Uwaga! Obsługa interfejsu HDMI/CEC/DDC wymaga implementacji w FPGA odpowiedniego IP Core.

12 12 Interfejs VGA MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) Wbudowany interfejs VGA umożliwia wyświetlanie obrazów w 8 kolorach na analogowych monitorach VGA. Uwaga! Obsługa interfejsu VGA wymaga implementacji w FPGA odpowiedniego IP Core. Interfejs karty MicroSD Karty MicroSD są obsługiwane przez układ FPGA w trybie 1-bitowym, interfejs jest zgodny ze standardem napięciowym TTL-LV 3,3 V. Uwaga! Obsługa interfejsu kart MicroSD wymaga implementacji w FPGA odpowiedniego IP Core.

13 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) 13 Potencjometr analogowy Do wejścia ADC (ANAIN1) układu MAX10 dołączono suwak potencjometru, za pomocą którego można podawać na wejście przetwornika napięcie z zakresu 0 +2,5 V. Uwaga! Obsługa przetwornika AC wymaga implementacji w FPGA odpowiedniego IP Core. Złącze konwertera USB/UART Zestaw można wyposażyć w dwukierunkowy konwerter USB/UART (np. ZL5USB pokazany na zdjęciu poniżej). Uwaga! Obsługa konwertera wymaga implementacji w FPGA odpowiedniego IP Core.

14 14 Złącze JTAG MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) Zestaw wyposażono w złącze JTAG służące do dołączenia programatora-konfiguratora zgodnego z interfejsem Altera USB Blaster. Za jego pomocą można programować pamięć Flash układu MAX10 lub zapisywać pamięć konfiguracji SRAM, można także używać analizatora logicznego SignalTap. Dioda LED oznaczona jako CONF_OK sygnalizuje świeceniem poprawne zakończenie rekonfiguracji układu MAX10. ZL19PRG USB-Byte Blaster opcjonalny programator, kompatybilny z USB Blaster Przycisk globalnego zerowania Zestaw wyposażono w przycisk globalnego zerowania, za pomocą którego można wyzerować wszystkie przerzutniki w układzie MAX10.

15 MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) 15 Zasilanie W zasilaczu zestawu użyto scalonych, programowanych przetwornic DC/DC z rodziny Altera Enpirion, z wyjść których uzyskiwane są trzy napięcia zasilające: +1,2 V zasilanie PLL i rdzenia FPGA +2,5 V zasilanie toru analogowego FPGA +3,3 V zasilanie linii I/O Zasilanie zestawu jest możliwe za pomocą wbudowanego złącza USB lub dołączenia napięcia stabilizowanego o wartości +5 V do złącza szpilkowego JP2 lub za pośrednictwem konwertera ZL5USB (USB/UART, po dołączeniu zasilania do złącza USB tego interfejsu).

16 16 Uwagi MAXimator zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) 1. Wszystkie linie są dwukierunkowe, współpracują z logiką 3,3 V oraz 5 V. 2. Zakres dopuszczalnych napięć na wejściach ANIN z aktywnym ADC wynosi ,5 V. 3. Linia ADC1_8 (ANIN3) jest wyposażona w programowalny, rezystancyjny dzielnik napięcia 1:2. 4. Interfejs karty MicroSD współpracuje z logiką 3,3 V. 5. Linia nres współpracuje z logiką 3,3 V oraz 5 V.