Arria 10 DSP模块为FPGA带来无可比拟的性能体验

视频演示:Arria10接口JESD204B与ADI9144的互操作性

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物联网时代万能的开发模块 - “小哪吒“FPGA+Wifi开发模块

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物联网时代万能的开发模块 - “小哪吒“FPGA+Wifi开发模块

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视频直播预告

为了让大家更好地了解这个模块的设计要点以及使用场景,我们将与2017年2月17日晚上9点在摩尔吧网站(www.moore8.com)做一场视频直播,通过直播的方式向大家详细介绍这款产品的设计思路、设计中遇到的问题、应用领域等。对此感兴趣的同学可以积极参与,认识更多志同道合的工程师朋友,在直播之前有任何问题、建议以及感兴趣的话题可以留言给我,以便我在直播的时候一一作答。

了解&报名参加视频直播

注:付费购买过本设计文档的同学会收到一个折扣码,凭折扣码可以免费参与在线直播互动。

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本设计描述:

目前越来越多的物联网、智能硬件、工业控制、测试测量产品都需要三大功能

  1. 一颗强劲的MCU处理器,不用多解释,首选ARM Cortex内核的,取决于产品性能、资源的需求可以在众多的厂商、不同的系列中进行选择;
  2. 当今的设备没有不想着连到网上的,无线连接那是必须的,因此WiFi几乎成了缺省的连接手段,选择什么样的接口、哪种标准,也就取决于你产品数据吞吐率的要求;
  3. 可编程逻辑 - 你的MCU脑袋再大,也不可能处理得了那么多琐碎的事情,为了减轻它的负担,模拟信号被量化以后,多数情况下需要经过数据格式、接口的转换、速率的匹配、缓冲等才能送给系统的大脑MCU,等大脑处理完的数据还要再经过各种处理再送出去,因此在板子上放一颗在数字领域几乎万能的FPGA是很有必要的。

但:

很多硬件工程师在开发产品的阶段把这些玩意一股脑儿都考虑进去会非常非常的头大:

  • 从几千种器件中选择物美价廉的那几颗(你毕竟是在做产品而不是弄着玩)(尝试一下电路城www.cirmall.com上其他高手设计的类似产品做参考),没有十年以上的设计经验,面临这么多的选择你会崩溃。。。
  • 要把每个你选中的核心器件用起来、用正确,建议你最好坐在咖啡馆里不玩手机、不听音乐、不被打扰地阅读半个月以上的器件数据手册和应用指南(可以借助中国最权威的数据手册搜索网站www.datasheet5.com),才能勉强搞清楚器件上每个管脚的不同定义和连接方式,当然前提是你必须有非常好的专业英语的阅读能力。。。
  • 接下去你花一个月的时间去做PCB设计,(多数的硬件工程师朋友)你确信能搞定4层板、BGA封装的布线、Wifi的射频部分如何匹配并能够满足系统的性能需求?。。。
  • 器件放到板子上去了,去哪里买这些器件呢?(如果你想100%买到真货,自然是用www.bom2buy.com),你想买5颗FPGA芯片、WiFi模块,试试看,无良的分销商会告诉你:1000颗起订,只买10颗?三个月交期。。。。
  • 等这些头疼的事情都一个个解决了,又一个问题来了,你花了一个月的时间折腾你的板子,飞了十几根线、熬了n个通宵,放了m颗电容,指标怎么也达不到要求,或者板子根本就无法工作,因为 - 由于你理解上的不够清楚,BGA芯片的某一个管脚没有连接出来。

只好再来一版呗。。。

是不是很熟悉的场景?

哭了吧?即便你不哭,你的老板心里都在流泪、滴血 - 不算付给你们几个工程师的薪水、五险一金。。。,这么一个看起来简单的产品,竟然折腾了两个月,花了上万块钱的费用,结果还没出实验室就被竞争对手的产品给爆了。。。

以上是菜鸟工程师干的事,久经老板暴骂的老司机都不这么玩了,他们都会先到有口碑的、业界知名的专业网站上边听音乐,边冲浪地做一晚上的Research:

  1. 怎么也要先到与非网旗下的网站上看看,先搜搜http://search.eefocus.com看有没有这方面的新闻、技术文章?再到大名鼎鼎的行业最专业、最权威的板卡评测网站爱板网(www.eeboard.com)看看有没有小编的专业推荐?琳琅满目的商城里有没有现成的卖?电路城里(www.cirmall.com)有没有其他牛人分享的设计?如果是靠谱的设计,即便花个几十、几百甚至几千,值啊!
  2. 再看看欧美的牛人怎么干的,告诉你一个最好的去处 - 全球hacker(注意是Hacker,不是Maker,根本不是一个level的)云集的网站www.hackaday.com ,他们还有一个专门用于项目分享的网站www.hackaday.io 。。。
  3. 当然少不了翻墙Google一下。。。

明白该如何办了吧?一句话,站在巨人的肩膀上;再一句话,找一个别人造好的轮子先装上跑跑。。。

这时候你就会惊喜地发现我们给你精心打造的,能够节省你2个月的时间、几万块钱的花费,甚至避免你的项目不被Kill掉,挽救你公司不给竞争对手KO掉,你的老板能够顺利拿到风投    的    神器 --- “小哪吒”FPGA+WiFi开发模块。。。

图1: 小哪吒FPGA+WiFi开发模块构成框图

图2 小哪吒开发模块的管脚功能定义

图3: 小哪吒PCB的布局

  • 我们花了半年时间精心打造的;
  • 可以广泛用于物联网、智能硬件、工业自动化、测试测量等等等等领域;
  • 它有一颗强劲的能处理各种复杂事物的大脑袋 - ARM Cortex M3运行于120MHz的时钟,能够通过USB跟PC进行通信,它是大名鼎鼎的ST公司的STM32F205RGY6;
  • 它的Wifi?有,用的是BroadCom(已经被Cypress公司收购)支持IEEE802.14 b/g/n的BCM43362;
  • 它的可编程逻辑部分? - 原Altera(现在Intel)的MAX10系列的MAX10M08,8000个逻辑单元、378Kb的块RAM、24个18*18的乘法器,够用了吧?内部时钟可以运行到400MHz;
  • 关键是它体积很小 - 我们做成了DIP40封装,可以直接插你的电路板上当一个模块用,方便吧?
  • 供电?你可以拿你的充电宝通过USB接口就可以让这个板子工作;
  • 这个板子上还提供了36个通用的GPIO,方便你连接其它的芯片;
  • 板上有4个单色的LED等,通过FPGA的IO进行驱动,2个用于测试FPGA内部逻辑的按键;2个用于设置WiFi模块网络连接的按键,2个三色LED灯,一个用于FPGA,一个用于MCU+WiFi模块;
  • 36个IO管脚中有些管脚连接器件内部的专用功能,比如I2C、SPI、UART,如果不用这些专用的功能,这些管脚可以被当作GPIO来配置;
  • MCU的编程配置有两种方式,一种是通过USB,第二种是通过MCU的JTAG端口;FPGA的配置是由MCU的GPIO管脚连接到FPGA的JTAG管脚上来实现的。我们硬禾实战营专门开发了通过STM32配置FPGA的程序,需要这部分程序的工程师可以跟我们联系。

给你看看最后做成的成品的真面目(图4)

图4 小哪吒上电运行的实物图

经过简单的调试,我们已经能够将本模块通过WiFi连接到Internet上,可以远程控制该模块每一个管脚的电平变化;可以通过STM32 MCU对FPGA进行编程配置,更多的演示功能在持续开发中。

图5 通过Particle提供的手机App远程控制小哪吒模块效果


本设计中用到的产品技术资料参见:

在此处我们仅提供了该设计的原理图和BOM清单,Gerber文件对大家没有什么实际的意义,如果您想获取这个模块的AD设计源文件或购买此模块试用,可以直接联系我。

视频直播时间:2017年2月17日晚上9点

视频直播地址&报名:小哪吒FPGA+WiFi开发模块

电路相关文件 请购买后下载

电路图文件
MAX10_P0_WiFiV2.pdf
描述:用AD软件画的电路原理图(PDF格式)
其他文件
MAX10_P0_WiFi.xlsx
描述:小哪吒模块的器件清单
教程
STM32F205RG.pdf
描述:小哪吒用MCU的数据手册

如对本电路存在疑问需与卖家交流,请点击这里讨论,卖家会第一时间给予答复;

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(版权归本设计版权归属于苏州思得普科技有限公司所有)
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有5年设计经验的硬件工程师
参数名 参数值
可编程逻辑类型
FPGA
FPGA芯片厂商
Altera
接口类型
JTAG
USB
GPIO接口
供电类型
USB供电
核心芯片
MAX 10系列
发布于 2017 年 02 月 07日
更新于 2017 年 02 月 07日
厂商