《2011电子设计竞赛培训-竞赛平台-XILINX芯片-XILINX开发24599544》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011电子设计竞赛培训-竞赛平台-XILINX芯片-XILINX开发24599544（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 何何宾Tel： email: 高等教育出版社高等教育出版社北京中教仪装备技术有限公司高教社高教社&XILINX SOC竞赛培培训系列系列课课程程 FPGA System Design Primer 何宾何宾 Tel： 版权所有，禁止未经授权的商业使用行为 北京中教仪装备技术北京中教仪装备技术 所有培训资料均可从网站 :/下载北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司 培训内容培训内容EXCD-1/Nexys3竞赛平台介绍竞赛平台介绍Xilinx公司介绍公司介绍Xilinx公司产品概述公司产品概述Xilinx公司软件平台介绍公司软件平台介绍Xilinx公司公司ISE13.1软件介绍软件介绍
2、基于基于ISE13.1的数字系统的设计的数字系统的设计基于基于ISE13.1的模数混合系统的设计和调试的模数混合系统的设计和调试Xilinx片上可编程系统原理介绍片上可编程系统原理介绍基于基于EDK13.1和和AXI4的嵌入式系统设计实现的嵌入式系统设计实现北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司EXCD-1/Nexys3硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-EXCD-1硬件平台介绍用于竞赛用于竞赛用于实验室培训用于实验室培训 EXCD-1开发板开发板+SOC实验箱实验箱北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司EXCD-1/Nexys3硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-EXCD-1硬件
3、平台介绍 德式简洁架构，双层结构，盒盖可放置在底部做为收纳盒。北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司EXCD-1/Nexys3硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-EXCD-1硬件平台介绍l数字脉冲源数字脉冲源l电源电源:+5V/3A ,-5V/1A ,+3.3V/3Al点阵点阵LCM12864l单通道并行单通道并行ADCl单通道并行单通道并行DACl步进电机模块步进电机模块l4*4矩阵键盘矩阵键盘l蜂鸣器蜂鸣器lMP3播放模块播放模块l红外收发通讯红外收发通讯lUART通讯通讯l交通灯模块交通灯模块lUSB模块模块l网络网络10M/100Ml温度传感器温度传感器l日历时钟模块日历时钟模块
4、资源丰富北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司 EXCD-1开发板主要基于Xilinx Spartan 3E FPGA器件XC3S500E-PQ208 ，板上含有2Mbytes的Flash和1024K bytes的SRAM，以及各种输入输出设备。 基于该板可以设计具有各种功能的数字系统，并可以完成含有8位PicoBlaze 微控制器和MicroBlaze7.0软核的嵌入式处理器系统。EXCD-1/Nexys3硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-EXCD-1硬件平台介绍北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司EXCD-1/Nexys3硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-EXCD-1硬件
5、平台介绍电源接口电源接口+5V高速扩展口高速扩展口7针针JTAG接接口口PROM芯片芯片Spartan-3EFPGA芯片芯片VGA接口接口串口串口接口接口PS/2接口接口50MHz晶振晶振SRAM芯片芯片外部扩展接口，与竞赛外扩板连接外部扩展接口，与竞赛外扩板连接市场售价：市场售价：905元元北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司EXCD-1/Nexys3硬件开发平台介绍硬件开发平台介绍-Nexys3硬件平台介绍Spartan-6FPGA芯片芯片四个高速扩展接口四个高速扩展接口外接外接7针针JTAG接口接口电源接口电源接口以太网以太网接口接口VGA接口接口100MHz信号信号USB接口
6、接口DigilentUSB-JTAGUART接口接口高速高速接口接口SRAMFlashSPI FlashDIP开关开关7段数码管段数码管按键开关按键开关市场售价：市场售价：1780元元现场预定：现场预定：1180元元北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司介绍公司介绍 -公司起源 1984年在硅谷工作的2个聪明的工程师和1个营销主管作了一个梦。Bernie Vonderschmitt、Ross Freeman 和 Jim Barnett 梦想创立一家不同于一般的公司。 他们希望创立一家公司来为一个全新的领域开发和推出先进技术。他们还希望以下面这种方式来领导它：在这里工作的
7、人们热爱他们的工作、享受工作带来的乐趣，并且对他们所从事的工作着迷。 新型半导体现称为现场可编程门阵列由 Xilinx 共同创始人 Ross Freeman 创造，是一种全新的可编程逻辑。 北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司介绍公司介绍-市场份额 Xilinx 是世界可编程平台领导厂商，根据市场分析公司 iSuppli 公司统计，Xilinx 在 2021 财政年度创造了18 亿美元的收益，并在半导体行业可编程逻辑器件 (PLD) 领域占有 50% 以上的市场份额。 北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司产品概述公司产品概述-应用领域 Xil
8、inx 解决方案在大量终端市场上实现了世界上最具创新意义的应用：航空航天/军用产品 汽车 播送 消费类 数据处理/存储 工业/科技/医疗ISM 有线 无线 北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司产品概述公司产品概述-应用领域北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司介绍公司介绍-主要开展例程主要开展例程 1984年 Ross Freeman、Bernie Vonderschmitt 和 Jim Barnett 创立了 Xilinx。 1985 年 Xilinx 推出了它的第一款产品 - XC2064。 1991年 推出 XC4000 系列 FPGA。
9、 1998年 推出 Virtex FPGA 系列。 2002年 推出 CoolRunner-II 系列产品。 2003年 推出 Spartan-3 系列产品。 2006年 Xilinx 推出Virtex-5 系列的 FPGA。 2021年 Xilinx 推出Spartan-6和Virtex-6新一代 FPGA。 2021年 Xilinx 推出第7代FPGA系列产品,统一架构。北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司介绍公司介绍-芯片工艺的演进VirtexVirtex-EVirtex-IIVirtex-II ProVirtex-4Virtex-51st Generation
10、1st Generation2nd Generation2nd Generation3rd Generation3rd Generation4th Generation4th Generation5th Generation5th Generation6th Generation6th Generation220-nm180-nm150-nm40-nm65-nm 90-nm130-nmVirtex-7Virtex-67th Generation7th Generation28-nm北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司介绍公司介绍-两个最近令业界兴奋的消息1. 采用28
11、nm的第7代FPGA产品相继上市。北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司介绍公司介绍-两个最近令业界兴奋的消息 Zynq-7000 系列是 Xilinx 推出的首款可扩展式处理平台 (EPP)。该新型产品将业界标准 ARM双核 Cortex-A9 MPCore 处理系统与 Xilinx 一体化 28nm 可编程逻辑架构完美整合在一起。 这种以处理器为核心的架构不但能够实现 FPGA 的高度灵活性和可扩展性，同时还能带来类似于 ASIC 的高性能和低功耗，以及 ASSP 的易用性。2. 嵌入ARM的Zynq-7000 系列FPGA将于下半年上市。北京中教北京中教仪装装备技
12、技术有限公司有限公司Xilinx公司介绍公司介绍-两个最近令业界兴奋的消息ARM双核硬核处理器双核硬核处理器先进的先进的AXI4接口规范接口规范可编程逻辑可编程逻辑单元单元, DSP Slice, BRAM集成了集成了ADC转换器转换器PCI-E控制器控制器提供外设提供外设控制器控制器北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司介绍公司介绍 -大学方案大学方案XUPXilinx大学方案部大中华区经理大学方案部大中华区经理谢凯年谢凯年E_mail: 大学计划入口大学计划入口北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司介绍公司介绍 -大学方案大学方案XUP北京中
13、教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司公司CPLD概述概述-CPLD原理 复杂可编程逻辑器件CPLD 由完全可编程的与/或阵列以及宏单元库构成。 与/或阵列是可重新编程的，可以实现多种逻辑功能。 宏单元那么是可实现组合或时序逻辑的功能模块，同时还提供了真值或补码输出和以不同的路径反响等额外的灵活性。 北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司公司CPLD概述概述-CPLD内部结构功能块功能块1功能块功能块2功能块功能块3功能块功能块NI/O块块快快速速开开关关阵阵列列宏单元宏单元1-18宏单元宏单元1-18宏单元宏单元1-18宏单元宏单元1-18JTAG控
14、制器控制器系统内编程控制器系统内编程控制器图2.5 XC9500 CPLD内部结构北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司公司CPLD概述概述-CPLD内部结构-功能块可编程的可编程的与阵列与阵列乘积项乘积项分配器分配器 来自快速连接来自快速连接 开关矩阵开关矩阵到快速连接开关矩阵到快速连接开关矩阵到到IO块块全局置位全局置位/ 全局全局复位复位 时钟时钟图2.6 FB块的内部结构北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司公司CPLD概述概述-CPLD内部结构-功能块图2.7 宏单元的内部结构北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公
15、司公司CPLD概述概述-CPLD内部结构-快速连接矩阵北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司公司CPLD概述概述-CPLD内部结构-IO块图2.9 IO块内部逻辑北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司公司CPLD概述概述 -CPLD类型 Xilinx CPLD产品目前有两大类:CoolRunner系列XC9500系列CoolRunner-IICoolRunnerXPLA3XC9500XC9500XL北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司公司FPGA概述概述-FPGA原理查找表技术原理查找表技术 FPGA是在PAL、GAL、
16、EPLD、CPLD等可编程器件的根底上进一步开展起来的，它是作为ASIC领域中的一种半定制电路而出现的，即解决了定制电路的缺乏，又克服了原有可编程器件门电路有限的缺点。 由于FPGA需要被反复烧写，它实现组合逻辑的根本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成，而只能采用一种易于反复配置的结构。 查找表可以很好地满足这一要求，目前主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构，也有一些军品和宇航级FPGA采用Flash或熔丝/反熔丝工艺查找表结构。北京中教北京中教仪装装备技技术有限公司有限公司Xilinx公司公司FPGA概述概述-FPGA原理查找表技术原理查找表技术 查找表Look-Up-Table简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM。 目前FPGA中多使用4输入的LUT，所以每一个LUT可以看成一个有4位地址线的 的RAM。 当用户通过原理图或HDL语言描述了一个逻辑电路以后，PLD/FPGA开发软件会自动计算逻辑电路的所有可能结果，并把真值表即结果事先写入RAM，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于输入一个地址进行查表，找出地址对应的内容，然后输出即可。 北京中教北京中
