FPGA教学实验板说明书.doc

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1、FPGA教学实验板说明书西安邮电学院计算机系电子科学信息与技术实验室2009-10-29FPGA教学实验板说明书Altera公司FLEX10K系列FPGA芯片,具有高密度，低成本，低功耗的特点，属于查找表型逻辑单元结构，其不仅具有实现普通逻辑功能的逻辑阵列，而且具有实现“宏函数”的嵌入式阵列，因而可以实现高效存储器和特殊的逻辑功能.本系统选用EPF10K10作为系统核心，外部辅以单片机AT89C51，串行数模转换器TLC5615，串行模数转换器ADC0832等构成FPGA教学实验板硬件电路，能够提供Ve

2、rilogHDL和FPGA设计两门课程教学实验的验证，内容包括：键盘扫描，数码管和LCD显示，LED指示，单片机，蜂呜器，I2C总线接口器件，外部扩展等，还可以用于课程设计或者毕业设计等实验。系统基本组成如图-1所示。ALTERAEPF10K10接口显示电路按键输入D/A、A/D电路步进电机电源蜂呜器电路EDA实验开发装置C51单片机并口下载线PC机并口扩展串口I2C器件图-1现将各部分分述如下：1.EPF10K10芯片简介及扩展端口说明（1）FLEX10K系列芯片简介EPF10K10属于Altera公

3、司FLEX10K系列FPGA芯片,内部结构灵活，内嵌存储块，属于查找表型逻辑单元结构，FLEX10K是工业界第一个嵌入式的PLDs，具有高密度，低成本，低功耗的特点。FLEX10K把连续的快速通道互连与独特的嵌入式阵列结构相结合，同时又兼收并储了众多可编程逻辑器件的优点来完成普通门阵列的宏功能。FLEX10K器件的嵌入式阵列和逻辑阵列能够让设计人员轻松地开发出集存储器、数字信号处理器及特殊逻辑等强大功能于一体的芯片。AlteraFLEX10K系列主流器件如表—1所示。FPGAFLEX10K系列主流器件器

4、件管脚/封装选择I/O脚电压供应速度等级逻辑单元门数RAMBITSEPF10K1084PLCC，144TQFP，208PQFP59，102，1345.0V-3，-4576100006144EPF10K10A100TQFP，144TQFP，208PQFP，256BGA66，102，134，1503.3V-1，-2，-3576100006144EPF10K20144TQFP，208PQFP，240PQFP102，147，1895.0V-3，-411522000012288EPF10K30/E144TQFP，

5、208PQFP，256BGA，484BGA102，147，176，2202.5V，5.0V-1，-2，-317283000024576EPF10K50（V）144TQFP，208PQFP，240OQFP，256BGA，356BGA，484BGA102，147，189，191，256，2543.3V，5.0V-1，-2，-328805000040960EPF10K70240PQFP1895.0V-3，-437447000018432EPF10K100A/E208PQFP，240PQFP，256BGA，35

6、6BGA，484BGA147，189，191，274，3382.5V，3.3V-1，-2，-3499210000049152EPF10K130E240PQFP，356BGA，484BGA，600BGA，672BGA186，274，369，426，4132.5V-1，-2，-3665613000065536EPF10K200E240PQFP，356BGA，484BGA，600BGA，672BGA182，274，470，470，4702.5V-1，-2，-3998420000098304表—1FLEX10K

7、系列器件具有以下特性：高密度阵列嵌入式编程逻辑器件系列；0.5μmCMOSSRAM工艺制造；在电路可配置；所有I/O端口有输入/输出寄存器；快速有效地实现特大规模电路，包括存储器、DSP、专用算术逻辑、微处理器和微控制器等；专用进位链路，可实现快速加法器和计数器功能；专用级联链路，有效地实现高速多输入功能；内部三态总线，支持系统集成；支持多时钟系统的低时滞要求；具有JTAG边界扫描测试内建电路；3.3V或5.0V工作模式；由Altera公司的MAX+PLUSⅡ开发系统提供软件支持；具有84到562引脚的

8、多种封装选择。FLEX10K系列器件根据规模的大小可分为EPF10K10、EPF10K20、EPF10K30、EPF10K40、EPF10K50、EPF10K70、EPF10K100等系列，其中EPF10K10系列具有10000个典型门、7000-31000个可用门，576个逻辑门，720个触发器，最大用户I/O为150，同时内嵌了可在不降低逻辑功能的情况下应用的40960bit的RAM（每个EBA有2048位）。并且支持多电压接口，同时内