FPGA 第一讲
时间：2024.10.30
一、学习内容
1、征途系列开发板配套资源配置
左上角的板卡是征途proFPGA开发板（高配版） ，左下角的板卡是征途miniFPGA开发板（青春版）、右上角的板卡是开发板配套下载器，右下角是Adda扩展板，兼容mini和pro版，中间靠右的两个模块是摄像头模块，左侧是OV 5640摄像头模块，右侧是OV7725模块，这两个摄像头模块都不带file。
1.1 征途proFPGA开发板（高配版）
1.485接口
485总线接口，搭载的收发器型号为MX3485，它通过485A、485B与外部的485设备进行通信，通信是A端口接A端口，B端口接B端口。实现485通信需要至少两个485设备。
2. CAN接口
板载的CAN通信总线接口，搭载的收发器是TGA 1042芯片，CAN接口通过CANH和CANL与外部的CAN设备进行通信，通信是CANH端口接CANH端口，CANL端口接CANL端口。实现CAN接口通信需要至少两个CAN接口设备。
3.EBF Module接口
野火自定义的外设接口，可以连接野火部分配套外设，例如OLED屏幕。
4.AD/DA
数模模数转换芯片，型号是PCF 8591，是串行的Adda芯片，该芯片使用I^2C总线协议与IPG进行数据交互，在教程中使用该芯片与数码管按键和电位器相结合，可以实现输入电压测量和固定电压输出的实验。
5.以太网
以太网通信部分，板载了RG 45网线接口，搭载的泛芯片型号为LAN8720，泛芯片使用的是RM TWO 接口协议，支持10兆和百兆通信，在教程中，我们使用以太网通讯部分可以实现百兆以太网的数据回环，并且与VGA HDMI TFT LCD显示屏相结合，实现了基于以太网的图片传输与显示的实验。
6.主芯片
FPGA主芯片，征途系列开发板使用的是AUTO公司的SEO FOR ALL系列的FPGA芯片，它的型号是EP4CE10F17C8
7.下载接口
JTAG下载接口，配套下载器通过该接口和开发板相连，实现程序的下载、固化和调试功能。
8.SPI FLASH
FLASH芯片，容量是16兆比特，使用FLASH芯片的目的是用于程序的存储，征途系列开发板使用的FPGA芯片是基于SRAM技术的，存储在SRAM的程序掉电后会丢失，而FLASH具有掉电后数据不丢失的特性。为了保证FPGA芯片掉电后程序不丢失，将FLASH作为外挂的程序存储芯片来存储FPGA固化程序，FPGA上电后从FLASH中读取程序，写入SRAM中，保证FPGA断电后程序不丢失。征途系列开发板使用的FLASH是基于SPI协议的，在教程中我们也是要FLASH芯片进行SPI协议的学习。
9.数码管
开发板配置的六位八段数码管，用于数据的显示，在数码管部分添加了两块595芯片，目的是节省IO口资源。
10、红外接收头
板载红外接收头，配套有一个红外遥控器，实现遥控功能。
11、音频
一个音频输入接口用于连接播放器，一个音频输出接口用于连接耳机。音频芯片是WM8978芯片。
12、咪头
咪头与音频芯片的录音输入端口相连，用于接收录音数据。
13、喇叭接口
可用于扩音器的连接，连接后可播放音频芯片输出的音频数据，音频部分、咪头以及喇叭接口三部分相结合，可以实现音频回环和录音机。
14、RTC时钟芯片
RTC时钟芯片和数码管相结合，可以实现实时时钟。
15、温湿度接口
可用于DHT11温湿度传感器以及DS18B20温度传感器的连接，FPGA芯片通过单总线与这两个器件进行通信。
16、摄像头接口
支持野火OV 5640摄像头模块和OV7725模块的连接使用，FPGA通过I^2C总线协议对这两款摄像头进行寄存器的配置，在教程中可以使用摄像头SDRAM以及VGA相结合，实现摄像头图像实时采集、VGA图像实时显示。
17、蜂鸣器
有源蜂鸣器，主要作用是提醒功能。
18、TF卡座
可以插入MICRO SD卡，实现FPGA和SD卡的数据交互。
19、环境光传感器
FPGA通过I^2C总线与该芯片进行通信，可以实现环境光强度的检测。
20、RTC底座
用于放置RTC芯片使用的纽扣电池。
21、40P排针
40P的扩展IO口，用于外设部分的连接。
22、触摸按键*2
两个电容式触摸按键，可以用于电容式按键工作原理的学习。在实际工程中可用于控制信号的输入。
23、HDMI接口
征途系列开发板的特色之一，通过该接口可以学习HDMI接口的驱动控制。
24、SDRAM
SDRAM是同步动态随机存储器，此处SDRAM芯片容量为256兆比特，用于数据缓存，比如可以实现VGA显示图像的数据缓存、录音音频数据的数据缓存以及摄像头采集图像的数据缓存。
25、LCD接口
可以用于连接LCD显示屏。
26、40P排针
40P的扩展IO口，用于外设部分的连接。
27、LED灯*4
4个LED指示灯，可做信号指示灯使用。
28、复位按键
可以实现全局复位。
29、机械按键
四个机械按键，用于控制信号的输入。
30、电源开关
接通电源后，用于控制开发板的上电与断电。
31、电源输入
征途pro FPGA开发板需要输入12V直流电源。
32、USB转串口
使用的芯片是CH340，在使用USB串口通信时，必须将此处短路帽（调帽）按照如图所示方式进行短接。
33、232接口
可以用于RS232通信协议的学习。它通过串口线可以实现FPGA与外部串口设备的通信，使用使必须将调帽与对应的串口引脚连接正确。
34、电位器
与板载的Adda芯片配套使用，通过旋转电位器可改变输入PCF8591零端口的模拟电压幅值，幅值的变化范围是0~3.3V
35、EEPROM
EEPROM芯片，可用于I^2C协议的学习。
36、VGA接口
可以通过VGA连接器连接VGA显示器，FPGA可通过VGA接口传输图像信息给VGA显示器进行显示。
1. 2征途miniFPGA开发板（青春版）
mini板是pro板的删减版。
1、电源开关
接通电源后，用于控制开发板的上电与断电。
2、蜂鸣器
有源蜂鸣器，主要作用是提醒功能。
3、红外接收头
板载红外接收头，配套有一个红外遥控器，实现遥控功能。
4、温湿度接口
可用于DHT11温湿度传感器以及DS18B20温度传感器的连接，FPGA芯片通过单总线与这两个器件进行通信。
5、SPI FLASH
FLASH芯片，容量是16兆比特，使用FLASH芯片的目的是用于程序的存储，征途系列开发板使用的FPGA芯片是基于SRAM技术的，存储在SRAM的程序掉电后会丢失，而FLASH具有掉电后数据不丢失的特性。为了保证FPGA芯片掉电后程序不丢失，将FLASH作为外挂的程序存储芯片来存储FPGA固化程序，FPGA上电后从FLASH中读取程序，写入SRAM中，保证FPGA断电后程序不丢失。征途系列开发板使用的FLASH是基于SPI协议的，在教程中我们也是要FLASH芯片进行SPI协议的学习。
6、40P排针
40P的扩展IO口，用于外设部分的连接。
7、触摸按键*1
1个电容式触摸按键，可以用于电容式按键工作原理的学习。在实际工程中可用于控制信号的输入。
8、数码管
开发板配置的六位八段数码管，用于数据的显示，在数码管部分添加了两块595芯片，目的是节省IO口资源。
9、环境光传感器
FPGA通过I^2C总线与该芯片进行通信，可以实现环境光强度的检测。
10、机械按键*4
四个机械按键，用于控制信号的输入。
11、复位按键
可以实现全局复位。
12、TF卡座
可以插入MICRO SD卡，实现FPGA和SD卡的数据交互。
13、LED灯*4
4个LED指示灯，可做信号指示灯使用。
14、40P排针
40P的扩展IO口，用于外设部分的连接。
15、EEPROM
EEPROM芯片，可用于I^2C协议的学习。
16、RTC时钟芯片
RTC时钟芯片和数码管相结合，可以实现实时时钟。
17、主芯片
FPGA主芯片，征途系列开发板使用的是AUTO公司的SEO FOR ALL系列的FPGA芯片，它的型号是EP4CE10F17C8
18、摄像头接口
支持野火OV 5640摄像头模块和OV7725模块的连接使用，FPGA通过I^2C总线协议对这两款摄像头进行寄存器的配置，在教程中可以使用摄像头SDRAM以及VGA相结合，实现摄像头图像实时采集、VGA图像实时显示。
19、EBF Module
野火自定义的外设接口，可以连接野火部分配套外设，例如OLED屏幕。
20、HDMI接口
征途系列开发板的特色之一，通过该接口可以学习HDMI接口的驱动控制。
21、SDRAM
SDRAM是同步动态随机存储器，此处SDRAM芯片容量为256兆比特，用于数据缓存，比如可以实现VGA显示图像的数据缓存、录音音频数据的数据缓存以及摄像头采集图像的数据缓存。
22、下载接口
JTAG下载接口，配套下载器通过该接口和开发板相连，实现程序的下载、固化和调试功能。
23、USB转串口
使用的芯片是CH340，在使用USB串口通信时，必须将此处短路帽（调帽）按照如图所示方式进行短接。
24、LCD接口
可以用于连接LCD显示屏。
25、电源输入
征途mini FPGA开发板需要输入5V直流电源。
2、征途系列开发板配套资料
3、FPGA学习建议
不要畏难，不要着急，要脚踏实地，不要眼高手低