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1、实验箱使用说明GW48 EDA系统使用说明第一节 GW48教学实验系统原理与使用介绍 一、GW48系统使用注意事项 a：闲置不用GW48 EDA系统时，关闭电源，拔下电源插头！ b：在实验中，当选中某种模式后，要按一下右侧的复位键，以使系统进入该结构模式工作。 c：换目标芯片时要特别注意，不要插反或插错，也不要带电插拔，确信插对后才能开电源。其它接口都可带电插拔（当适配板上的10芯座处于左上角时，为正确位置）。 d：系统板上的空插座是为单片机AT89C2051准备的，除非进行单片机与FPGA/CPLD的接口实验和开发，平时在此座上不允许插有任何器件，以免与系统上的其它电路发生冲突。单片机与系统
2、的连接情况可参阅以下的附图2-13。该单片机和相应的编程器需自备或另购。 e：对工作电源为5V的CPLD（如1032E/1048C、95108或7128S等）下载时。最好将系统的电路“模式”切换到“ b”，以便使工作电压尽可能接近5V。二、GW48系统主板结构与使用方法附图1-1B、GW48系统目标板插座引脚信号图附图1-1A和1-1C为GW48型EDA实验开发系统的主板结构图，该系统的实验电路结构是可控的。即可通过控制接口键SW9，使之改变连接方式以适应不同的实验需要。因而，从物理结构上看，实验板的电路结构是固定的，但其内部的信息流在主控器的控制下，电路结构将发生变化。这种“多任务重配置”设
3、计方案的目的有3个：1.适应更多的实验与开发项目；2. 适应更多的PLD公司的器件；3. 适应更多的不同封装的FPGA和CPLD器件。系统板面主要部件及其使用方法说明如下（请参看相应的实验板板面和附图1-1A/C）。 附表1-1 在线编程坐各引脚与不同PLD公司器件编程下载接口说明PLD公司LATTICEALTERA/ATMEL XILINXVANTIS编程座引脚IspLSI CPLD FPGACPLD FPGA CPLD TCK (1) SCLK TCK DCLKTCK CCLK TCK TDO (3) MODE TDOCONF_DONE TDO DONE TMS TMS (5)ISPEN
4、TMS nCONFIGTMS/PROGRAMENABLE nSTA (7) SDO nSTATUS TDO TDI (9) SDI TDI DATA0TDI DIN TDI SEL0GNDVCC*VCC*GNDGNDVCC* SEL1GNDVCC*VCC*VCC*VCC*GND 注：VCC旁的 * 号对混合电压FPGA/CPLD，应该是VCCIO以下是对GW48系统主板功能块的注释，但请注意，有的功能块仅GW48-GK系统存在： （1） SW9 ：按动该键能使实验板产生12种不同的实验电路结构。这些结构如第二节的13 张实验电路结构图所示。例如选择了“NO.3”图，须按动系统板上的SW9键，直
5、至数码管SWG9显示“3”，于是系统即进入了NO.3 图所示的实验电路结构。（2） B2 ：这是一块插于主系统板上的目标芯片适配座。对于不同的目标芯片可配不同的适配座。可用的目标芯片包括目前 附图1-1A GW48-CK实验开发系统的板面结构图附图1-1C GW48-GK实验开发系统的板面结构图世界上最大的六家FPGA/CPLD厂商几乎所有CPLD、FPGA和所有ispPAC等模拟EDA器件 。第三节的表中已列出多种芯片对系统板引脚的对应关系，以利在实验时经常查用。 （3) J3B/J3A：如果仅是作为教学实验之用，系统板上的目标芯片适配座无须拔下，但如果要进行应用系统开发、产品开发、电子设计
6、竞赛等开发实践活动，在系统板上完成初步仿真设计后，就有必要将连有目标芯片的适配座拔下插在自己的应用系统上（如GWDVP板）进行调试测试。为了避免由于需要更新设计程序和编程下载而反复插拔目标芯片适配座，GW48系统设置了一对在线编程下载接口座：J3A和J3B。此接口插座可适用于不同的FPGA/CPLD（注意，1、此接口仅适用于5V工作电源的FPGA和CPLD；2、5V工作电源必须由被下载系统提供）的配置和编程下载。 对于低压FPGA/CPLD，（如EP1K30/50/100、EPF10K30E等，都是2.5V器件），下载接口座必须是另一座：ByteBlasterMV。 (4)混合工作电压使用：对
7、于低压FPGA/CPLD目标器件，在GW48系统上的设计方法与使用方法完全与5V器件一致，只是要对主板的跳线作一选择（见GW48系统主板）： JV2：跳线JV2对FPGA/CPLD芯核电压2.5V或1.8V作选择； SEL18：此跳线仅GW48-GK系统设有。跳线SEL18选择“AH18”（对于普通GW48-GK系统）；选择“BH18”（对于ASIC实验系统GW48-GK/IC）。 JVCC：跳线JVCC对芯片I/O电压3.3V(VCCIO)或5V（VCC）作选择，对5V器件，必须选“5.0V”。例如，若系统上插的目标器件是EP1K30/50/100或EPF10K30E/50E等，要求将主板上
8、的跳线座“JVCC”短路帽插向“3.3V”一端；将跳线座“JV2”短路帽插向“+2.5V”一端（如果是5V器件，跳线应插向“5.0V”）。 （5）并行下载口 ：此接口通过下载线与微机的打印机口相连。来自PC机的下载控制信号和CPLD/FPGA的目标码将通过此口，完成对目标芯片的编程下载。编程电路模块能自动识别不同的CPLD/FPGA芯片，并作出相应的下载适配操作。 （6）键1键8 ：为实验信号控制键，此8个键受“多任务重配置”电路控制，它在每一张电路图中的功能及其与主系统的连接方式随SW9的模式选择而变，使用中需参照第二节中的电路图。（7）键9键12 ：实验信号控制键，此4个键不受“多任务重配
9、置”电路控制，使用方法参考“实验电路结构 NO.5”。 （8） 数码管18/发光管D1D16 ：也受“多任务重配置”电路控制，它们的连线形式也需参照第二节的电路图。（9） 数码管914/发光管D17D22 ：不受“多任务重配置”电路控制，它们的连线形式和使用方法参考“实验电路结构 NO.5”。 （10）“时钟频率选择”P1A/JP1B/JP1C ：为时钟频率选择模块。通过短路帽的不同接插方式，使目标芯片获得不同的时钟频率信号。对于“CLOCK0”JP1C，同时只能插一个短路帽，以便选择输向“CLOCK0”的一种频率：信号频率范围： 1Hz 50MHz（对GW48-CK系统）信号频率范围：0.5
10、Hz 100MHz（对GW48-GK系统）,由于CLOCK0可选的频率比较多，所以比较适合于目标芯片对信号频率或周期测量等设计项目的信号输入端。JP1B分三个频率源组，即如系统板所示的“高频组”、“中频组”和“低频组”。它们分别对应三组时钟输入端。例如，将三个短路帽分别插于JP1B座的2Hz、1024Hz和12MHz；而另三个短路帽分别插于JP1A座的CLOCK4、CLOCK7和CLOCK8，这时，输向目标芯片的三个引脚：CLOCK4、CLOCK7和CLOCK8分别获得上述三个信号频率。需要特别注意的是，每一组频率源及其对应时钟输入端，分别只能插一个短路帽。也就是说，通过JP1A/B的组合频率
11、选择，最多只能提供三个时钟频率。 （11）扬声器S1：目标芯片的声讯输出，与目标芯片的“SPEAKER”端相接，即PIO50。通过此口可以进行奏乐或了解信号的频率。 （12） PS/2接口：通过此接口，可以将PC机的键盘和/或鼠标与GW48系统的目标芯片相连，从而完成PS/2通信与控制方面的接口实验。 （13）VGA视频接口：通过它可完成目标芯片对VGA显示器的控制。(14) 单片机接口器件：它与目标板的连接方式也已标于主系统板上：连接方式可参见第2节的“实验电路结构 NO.5”。注意：平时不能插单片机，以防冲突。 （15） RS-232串行通讯接口：此接口电路是为单片机与PC机通讯准备的，由
12、此可以使PC机、单片机、FPGA/CPLD三者实现双向通信。当目标板上FPGA/CPLD器件需要直接与PC机进行串行通讯时，可参见实验电路结构图NO.5，将标有“JMCU”处的两个插座的短路帽同时向下插，以使单片机的P3.0和P3.1分别与目标芯片的PIO31和PIO30相接。即使RS232的通信接口直接与目标器件FPGA的PIO30/PIO31相接。而当需要使PC机的RS232串行接口与单片机的P3.0和P3.1口相接时，则应将标有“JMCU”处的两个插座的短路帽同时向上插（平时不用时也应保持这个位置）。 （16） AOUT/JP2 D/A转换 ：利用此电路模块，可以完成FPGA/CPLD目
13、标芯片与D/A转换器的接口实验或相应的开发。它们之间的连接方式可参阅第二节的“实验电路结构 NO.5” ：D/A的模拟信号的输出接口是“AOUT”。主板左下角的JP2为转换方式和输出方式选择跳线座。如系统板上所示：1 当短路帽插于“D/A锁存”处时，则D/A的信号WR将受PIO36信号的控制，完成数据锁存的输入方式；2 当短路帽插于“D/A直通”处时，则D/A的信号WR不受PIO36信号的控制，数据将直通输入；3 当分别短路“滤波0”与“滤波1”时，D/A的模拟输出将获得不同程度的滤波效果 。另外须注意，进行D/A接口实验时，需要打开右下角的+/-12伏工作电源，结束后关上此电源。 （17）
14、ADC0809/AIN0/AIN1 ：外界模拟信号可以分别通过系统板左下侧的两个输入端“AIN0”和“AIN1”进入A/D转换器ADC0809的输入通道IN0和IN1，ADC0809与目标芯片直接相连。通过适当设计，目标芯片可以完成对ADC0809的工作方式确定、输入端口选择、数据采集与处理等所有控制工作,并可通过系统板提供的译码显示电路，将测得的结果显示出来。此项实验首先需参阅第二节的“实验电路结构NO.5”有关0809与目标芯片的接口方式，同时了解系统板上的接插方法以及有关0809工作时序和引脚信号功能方面的资料。注意：不用0809时，需将左下角JP2的“A/D禁止”用短路帽短接，以避免与
15、其他电路冲突。ADC0809 A/D转换实验接插方法：1 将插座JP2的“A/D使能”短路、“A/D禁止”开路，则 将ENABLE(9)与PIO35相接；若使“A/D使能”开路、“A/D禁止”短路，则使ENABLE(9)0，表示禁止0809工作，使它的所有输出端为高阻态。2若将插座JP2的“转换结束”短路，则使EOC(7)PIO36，由此可使目标芯片对ADC0809的转换状态进行测控。 （18） VR1/AIN1 ：VR1电位器，通过它可以产生0V+5V 幅度可调的电压。其输入口是0809的IN1（与外接口AIN1相连，但当AIN1插入外输入插头时，VR1将与IN1自动断开）。若利用VR1产生被测电压，则需使0809的第25脚置高电平，即选择IN1通道，参考“实验电路结构NO.5”。 （19） AIN0的特殊用法 ：系统板上设置了一个比较器电路，主要以LM311组成。若与D/A电路相结合，可以将目标器件设计成逐次比较型A/D变换器的控制器件参考“实验电路结构NO.5”。 （20） 系统复位
