Baustein-Leitfaden: Konfiguration - Altium

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SECTION Kapitel 01 01 INTERAKTIVES INTERACTIVE FPGA-DESIGN FPGA DESIGN NANOBOARD-NB1 NANOBOARD NB1 2004 2004 6 TDI U2 LAX_1K16 Running Logic Analyser TDI TDO Interaktives Hardware-Debugging Das Debugging von Schaltungen innerhalb eines FPGA kann eine schwierige Aufgabe darstellen. Interne Signale können für Überwachungs- und Testzwecke zu den Pins des FPGA gebracht werden, aber dies steigert die Komplexität des Designvorgangs. Was fehlt, ist eine Möglichkeit, Signale innerhalb des FPGA zu überprüfen und zu kontrollieren. Das DXP 2004-System bietet eine Bibliothek von virtuellen Instrumenten, die auf Schaltplanebene in Ihre Schaltungen eingefügt werden können. Die Instrumente setzen sich aus einem Hardwareteil zusammen, der synthetisiert und auf das Ziel-FPGA heruntergeladen wird, und einem Soft Instrument Panel, das vom PC aus gesteuert wird. Die Instrumente kommunizieren mit dem System über eine sekundäre "Soft" JTAG-Chain, die innerhalb des FPGA eingerichtet und dann zu definierten Pins auf dem NanoBoard gebracht wird. Diese virtuellen Instrumente bieten Ihnen für das interaktive Debugging Ihres Designs Einblick in die Funktionen des FPGA. Was die " Lochrasterplatte auf Nano-Ebene" zu bieten hat 1 RS232 Der DTE RS232 Verbinder bietet TXD, RXD, RTS und CTS Signalleitungen, die über eine Pegelumsetzung mit dem Ziel-FPGA verbunden sind. 2 CAN Der CAN-Verbinder hat seine Schnittstelle zum Ziel-FPGA über einen CAN Protokoll- Transceiver mit konfigurierbarer Geschwindigkeit. 3 VGA NB1 enthält einen VGA-kompatiblen RGB Video- Monitor Port. Der Port ist mit zwei Bits pro Farbe konfiguriert, insgesamt sechs Bits pro Pixel oder 64 Farben. Der Port ist direkt mit I/O-Pins auf dem Ziel- FPGA verbunden. 4 NanoTalk Konfigurationsstecker Verwendet Jumper, um den Betriebsmodus des NB1 NanoTalk Controllers zu konfigurieren und um die Standard-Taktrate festzulegen. 5 PS2 Zwei Standard-PS2 Ports sind auf dem NB1 verfügbar und direkt mit I/O Pins auf dem Ziel-FPGA verbunden. Diese sind normalerweise für die Verbindung einer PC-Tastatur und einer Maus mit dem FPGA-Design gedacht. 6 Parallel Port-Verbindung zum PC Das NB1 lässt sich über einen normalen parallelen Ausgang mit einem PC verbinden. Ein Kabel für diesen Zweck wird mit dem NanoBoard mitgeliefert. 7 Stromanschlüsse Es werden zwei parallele Netzanschlüsse geboten, so dass eine Kette von NanoBoards in einer Daisychain-Konfiguration mit Strom versorgt werden kann. 8 NanoTalk Slave Mehrere NanoBoards können mit Hilfe der NanoTalk Master und Slave-Stecker miteinander verbunden werden. Entsprechende Kabel werden mitgeliefert. Die NanoBoard Controller verwalten das Routing von JTAG-Ketten von Board zu Board, um Zugriff auf alle 'harten' und 'soften' Bausteine auf allen verketteten Boards zu ermöglichen. 9 NanoBoard Controller Der NB1 Controller führte eine Reihe von Aufgaben aus, wie das Routing der verschiedenen JTAG- Ketten zu und von den Zielbausteinen und die Kontrolle der Kommunikation mit der Designsoftware, die auf dem PC läuft. Der Controller ist innerhalb eines rekonfigurierbaren FPGA-Bausteins implementiert, um Firmware-Upgrades vor Ort zu ermöglichen. 10 Serielles Flash RAM NB1 enthält zwei serielle 8Mbit Flash RAM Bausteine. Diese können über den NanoBoard Controller programmiert werden. Einer der Bausteine kann als Quelle festgelegt werden, um das Ziel-FPGA beim Einschalten zu programmieren. 11 Buchsen für Aufsteckplatinen Die austauschbaren Aufsteckplatinen mit den Ziel- FPGAs können in stabile Buchsen gesteckt werden. Dank dieser Aufsteckplatinen kann das NanoBoard mit verschiedenen programmierbaren Bausteinen benutzt werden. 12 Statisches RAM Das NB1 verfügt über zwei statische 128k x 8 RAM Bausteine, die direkt mit I/O Pins auf dem Ziel-FPGA verbunden sind. Die SRAM-Bausteine haben eine gemeinsame Chip Select und Addresszeile, aber separate 8-Bit Datenbusse und RD/RW Signale für jeden Chip. Die Speicherressource kann von der Anwendung als einzelner 128k x 16 oder 256k x 8 Adressbereich oder als zwei 128 x 8 Bereiche konfiguriert werden. 13 Programmierbarer Systemtakt Ein SPI-basierter programmierbarer Taktgenerator, der einen festen 20 MHz Referenztakt und einen benutzerprogrammierten Takt mit einer Ausgabefrequenz von 6 bis 200 MHz bietet. Beide Taktgeber sind mit globalen Clock-Pins auf dem Ziel- FPGA verbunden. 14 DIP-Schalter 8-poliger DIP-Schalter, auf den direkt vom Ziel-FPGA zugegriffen werden kann. 15 LED-Array 8 leuchtstarke LEDs, auf die direkt vom Ziel-FPGA zugegriffen werden kann. 16 Test/Reset Schalter Allgemein verwendbare Taste, auf die direkt vom Ziel- FPGA zugegriffen werden kann. Diese Taste hat keine festgelegte Funktion, ist aber allgemein als Hard " Reset"-Taste für die FPGA-basierte Schaltung gedacht. 17 Allgemein verwendbare Stecker Insgesamt 36 FPGA I/O-Leitungen für allgemeine Zwecke sind mit den zwei Benutzersteckern verbunden. Diese Stecker bieten auch Masse und Spannungsversorgung. 18 ADC/DAC & I2C Das NB1 ist mit analog-zu-digital" und digital-zu- " " analog" Konvertern ausgestattet, als Schnittstelle für beide wird das I2C-Protokoll verwendet. Neben vier Kanälen wird eine gefilterte analoge 3.3V Spannungsversorgung und Masse angeboten. Die gleichen Signale sind über einen Stecker verfügbar, der außerdem I2C-Signale und eine 5V Spannungsversorgung und Masse bereitstellt. NanoBoard-NB1 2004: LiveDesign-fähiges, FPGA-basiertes Entwicklungsboard www.altium.com/nanoboard
23 22 21 Das Altium NanoBaord ist die erste LiveDesign-fähige Entwicklungsplattform für Nexar und Protel. 1 2 3 4 5 6 7 20 19 Audio CODEC Das NB1 bietet einen 8-Bit Audio CODEC mit analogen Schaltungen zur Vor- und Nachbereitung des Signals, die mit Stereo Eingangs- und Ausgangsbuchsen terminiert werden. Auf den CODEC kann vom Ziel-FPGA zugegriffen werden. 20 Anwender-PCB Anschlüsse Das NB1 enthält zwei JTAG-Stecker für den Anschluss eigener Boards. Diese Stecker werden verwendet, um ein vom Benutzer entwickeltes Board in die Hard-and- Soft-JTAG-Chains aufzunehmen. So kann der LiveDesign-Vorgang auf Ihr Produktions-PCB ausgeweitet werden. 21 Tastenblock Um Benutzer-Eingabe in die FPGA-Schaltung zu ermöglichen wird ein Block mit 16 Tasten zur Verfügung gestellt. Der Tastenblock ist nach dem Muster 4 x 4 ange- 19 18 24 17 ordnet und so organisiert, dass ein Zeilen/Spalten-Scan- Vorgang den Status jeder Taste lesen kann. Der Tastenblock hat austauschbare Auflagen. 22 LCD Das NB1 enthält eine Standard-LCD-Anzeige mit 16 Zeichen und zwei Zeilen sowie LED-Hintergrundbeleuchtung, auf die direkt vom Ziel-FPGA zugegriffen werden kann. 23 Summer Das NB1 enthält einen magnetischen Audio-Schallgeber, der mit einer IO-Leitung auf dem Ziel-FPGA verbunden ist. 24 FPGA-Aufsteckplatinen mit hoher Kapazität Die beiden gängigsten FPGA-Aufsteckplatinen gehören standardmäßig zum NanoBoard dazu, um rekonfigurierbare Systeme, auch prozessorbasierte Designs, handhaben zu können. 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Funktionsüberblick Programmierbarer On-board Takt (Frequenzen von 6 MHz bis 200 MHz, softwaregesteuert) und Referenztakt mit fester Frequenz Upgradefähige NanoBoard Controller Firmware Integrierter, belastbarer NanoBoard-Sockel DXP 2004 Software-Support für das NanoBoard Umfassende Anzahl von FPGA-basierten virtuellen Instrumenten für interaktives Hardware-Debugging Virtuelle Instrumente enthalten Bedienelemente, die mit dem Design auf dem NanoBoard kommunizieren Virtuelle Instrumente enthalten Logik-Analysatoren, Frequenzzähler, Frequenzgeneratoren, I/O-Blöcke Zentrale Steuerung von FPGA Design-Verarbeitung und Download Die 'Devices View' ermöglicht Interaktion mit allen NanoBoards, die an das System angeschlossen sind, allen FPGA Zielbausteinen und allen Soft Devices innerhalb der heruntergeladenen Designs FPGA-Hersteller Tools (separat erhältlich) werden für Place & Route transparent über die DXP-Schnittstelle gesteuert NanoBoard Port Plug-in Bibliothek ermöglicht komfortable Verbindungen zu NanoBoard-Elementen auf Schaltplanebene Der ‚Configuration Manager' ermöglicht die einfache Neuausrichtung des FPGA- Projekts vom NanoBoard hin zur endgültigen PCB- Implementierung Kapitel 01 INTERAKTIVES FPGA-DESIGN NANOBOARD-NB1 2004 7
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Seite 9 und 10: Verfügbare Aufsteckplatinen FPGA-B
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Seite 13 und 14: Xilinx ® CoolRunner ® -II Baustei
Seite 15 und 16: KAPITEL 3: Baustein-LEITFADEN NANOB
Seite 17 und 18: KAPITEL 3: Baustein-LEITFADEN NANOB

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