武汉理工大学FPGA第3章 FPGA开发平台.doc

第章 本主要介绍 SEED-XDTK XUPV2Pro 平台SEED-XDTK 开发平台是一套既可以满足科研工作，又可用于复杂算法评估项目预研的 FPGA 综合平台主处理器可兼容Virtex-II Pro 原装 XUPV2Pro 大学计划板卡 SEED-FEM025 板卡平台除了主处理器模块外还提供了一块 SEED-XDTK_MBOARD板卡作功能补充。 .1开发平台的结构 SEED-XDTK XUPV2Pro系统平台的原理框图如下 图-1 SEED-XDTK XUPV2Pro系统原理框图整个可以看作由两部分组成：XUPV2Pro模块和SEED- XDTK_MBOARD模块。 其中XUPV2Pro模块也就是我们平常所说的开发板，主要包括V2Pro芯片时钟管理模块ACE模块平台FLASH CF USB下载DDR、MGT(8个)高速扩展口音频输入输出串口以太网接口XSGA、拔码开关LED、开关电源系统电源。 SEED-XDTK_MBOARD 板卡通过使用 XUPV2Pro 板卡的扩展接口（J5 与 J6）实现 SEED-XDTK XUPV2Pro 平台的功能扩充。SEED-XDTK_MBOARD 板卡通过CPLD 来实现各个功能的切换主要包括CPLD功能模块视频输入RTC时钟模块串行并行转换蜂鸣器LCD、CAN模块LED点阵LED、数码管显示USB2.0接口液晶显示器。.2 主处理XUPV2Pro 板卡概述1 XUPV2Pro 原理框图 图3-2 XUPV2Pro 原理框图Virtex-II Pro 系列的 FPGA（XC2VP30FFG896C）是Xilinx公司在2002年推出的高端FPGA产品，它采用13nm、1.5V、三重氧化层工艺技术，并继续沿用Virtex-2架构，在提供很高性能的同时，与以前推出的器件相比，Virtex- II Pro系列极大的降低了功耗。在单个Virtex-II Pro系列FPGA中，集成了IBM 400MHZ Powerc处理器和622Mbit/s~6.25Gbit/s全双工串行收发器使FPGA与片外芯片数据能力有所提高，能够基本满足高速数据传输的要求。 2 XUPV2Pro 板卡简介 1 XUPV2Pro 板卡处理器芯片 Virtex-II Pro系列芯片有如下系统特性： 用于改善信号传输质量的数字阻抗匹配技术(DCI)；多达2个400MHZ、600多DMIPS、嵌入式IBM Powec 405处理器硬核； 带有MicroBlaze核的软处理解决方案； 用于数字信号处理的硬件乘法器，多达444个18×18嵌入式乘法器； 内部集成DSP工具，如The Math Works ,MATLAB/Simulink、Xilinx System Generator for DSP以及Candence SPW; 嵌入和分布式存储器； 更加完善的系统时钟方案； 采用先进的三重DES加密技术，对比特流数据进行加密处理，全面保障设计的安全性； 部分/整体FPGA重配置，为产品提供现场可升级能力。 Virtex-II Pro系列FPGA性能参数 2. XUPV2Pro 板卡主芯片XC2VP30FFG896C的特性片内集成两片 32 位的 PowerPc 405 处理器内核 8 个 I/O bank 8 个 DCM （时钟管理器） 30816 个 LogicCells （逻辑单元） 136 个 18×18 Bit 多功能模块 最大可用 IO 管脚为 644 可配置逻辑模块（CLB） 3696 个 Slice 428 个 Max DistraRaM 块 RAM（Block SelectRAM） 136 个 18kb 的 Block RAM 最大的 Block RAM 容量为 2448KB XUPV2Pro 板卡 图3-3 XUPV2Pro 板卡 图3-3所示为 XUPV2Pro 板卡，： 嵌入PowerPC 405处理器内核的Virtex-II Pro FPGA 可达2GB的Double Data Rate（DDR）SDRAM； System ACETM控制器及CompactFlashTM接口； 一路 USB 配置端口； 板上有一个ISP（In-System Programmable）配置PROM，此FLASH可进行高速SelectMAP FPGA配置； 支持“Golden”和“User”FPGA配置bitstream文件； 有音频放大器和扬声器/耳机输出的AC97标准的Audio音频接口； RS-232 DB9串行接口； 两个PS-2接口，可以接键盘与鼠标； 一路 10M/100Mbass-TX 标准以太网设备； 一路 XSGA 输出； 一路 MGT（Multi-Giga