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EDA实验箱使用手册杭州康芯电子有限公司我们实验箱所选用的芯片为：EP1K30144-32第一章GW48SOC/EDA系统使用说明第一节GW48教学实验系统原理与使用介绍一、GW48系统使用注意事项a：闲置不用GW48EDA/SOC系统时，关闭电源，拔下电源插头！！！b：EDA软件安装方法可参见光盘中相应目录中的中文README.TXT；详细使用方法可参阅本书或《EDA技术实用教程》、或《VHDL实用教程》中的相关章节。c：在实验中，当选中某种模式后，要按一下右侧的复位键，以使系统进入该结构模式工作。d：换目标芯片时要特别注意，不要插反或插错，也不要带电插拔，确信插对后才能开电源。其它接口都可带电插拔（当适配板上的10芯座处于左上角时，为正确位置）。e：对工作电源为5V的CPLD（如1032E/1048C、95108或7128S等）下载时。最好将系统的电路“模式”切换到“b”，以便使工作电压尽可能接近5V。g:GW48详细使用方法可参见《EDA技术实用教程》配套教学软件*.ppt。h:主板左侧3个开关默认向下，但靠右的开关必须打向上（DLOAD），才能下载。i:跳线座“SPS”默认向下短路（PIO48）；右侧开关默认向下（TOMCU）。j:左下角拨码开关除第4档“DS8使能”向下拨（8数码管显示使能）外，其余皆默认向上拨。二、GW48系统主板结构与使用方法附图1-1A为GW48-CK型EDA实验开发系统的主板结构图（GW48-GK/PK型未画出，具体结构说明应该参考实物主板），该系统的实验电路结构是可控的。即可通过控制接口键SW9，使之改变连接方式以适应不同的实验需要。因而，从物理结构上看，实验板的电路结构是固定的，但其内部的信息流在主控器的控制下，电路结构将发生变化。这种“多任务重配置”设计方案的目的有3个：1.适应更多的实验与开发项目；2.适应更多的PLD公司的器件；3.适应更多的不同封装的FPGA和CPLD器件。系统板面主要部件及其使用方法说明如下（请参看相应的实验板板面和附图1-1A）。以下是对GW48系统主板功能块的注释，但请注意，有的功能块仅GW48-GK获GW48-PK系统存在：（1）SW9：按动该键能使实验板产生12种不同的实验电路结构。这些结构如第二节的13张实验电路结构图所示。例如选择了“NO.3”图，须按动系统板上的SW9键，直至数码管SWG9显示“3”，于是系统即进入了NO.3图所示的实验电路结构。（2）B2：这是一块插于主系统板上的目标芯片适配座。对于不同附图1-1B、GW48-GK/PK系统目标板插座引脚信号图附表1-1在线编程坐各引脚与不同PLD公司器件编程下载接口说明PLD公司LATTICEALTERA/ATMELXILINXVANTIS编程座引脚IspLSICPLDFPGACPLDFPGACPLDTCK(1)SCLKTCKDCLKTCKCCLKTCKTDO(3)MODETDOCONF_DONETDODONETMSTMS(5)ISPENTMSnCONFIGTMS/PROGRAMENABLEnSTA(7)SDOnSTATUSTDOTDI(9)SDITDIDATA0TDIDINTDISEL0GNDVCC*VCC*GNDGNDVCC*SEL1GNDVCC*VCC*VCC*VCC*GND4的目标芯片可配不同的适配座。可用的目标芯片包括目前数模转换器件模数转换器件鼠标接口PS/2接口单片机接口器件S1在线下载接口接口电路切换座模块配置/下载在系统电位器VR1显示控制器件2显示控制器件1检测电源在线下载通讯接口电路接口模拟接口模式配置键系统复位键B键A5V,+/-12V3.3V,2.5V1.8V电压源模块SWG9模式指示CON1B2适配座目标芯片J3B在线下载口目标板插座1目标板插座2CON221CPLD/FPGA目标芯片EDA实验开发数码5数码4数码3数码2D5D4D3D2键8键1频率计时钟频率选择JP1AJP1BJP1C中频组高频组低频组Clock0UART接口时钟发生电路接口电路视频接口电路RS-232B8B4B3VGAVGA视频接口RS-232J8C38扬声器50M晶振ASICKONXIND/A信号输出A/D信号输入A/D信号输入J2AOUTAIN1AIN0JP2D9D10D11D12D16D15D14D13键2键3键4键7键6键5ByteBlasterMVByteBlaster散热器数码8数码7数码6数码1FUSEK1电源开关D8D7D6D1附图1-1AGW48-CK实验开发系统的板面结构图5世界上最大的六家FPGA/CPLD厂商几乎所有CPLD、FPGA和所有ispPAC等模拟EDA器件。第三节的表中已列出多种芯片对系统板引脚的对应关系，以利在实验时经常查用。（3）J3B/J3A：如果仅是作为教学实验之用，系统板上的目标芯片适配座无须拔下，但如果要进行应用系统开发、产品开发、电子设计竞赛等开发实践活动，在系统板上完成初步仿真设计后，就有必要将连有目标芯片的适配座拔下插在自己的应用系统上（如GWDVP板）进行调试测试。为了避免由于需要更新设计程序和编程下载而反复插拔目标芯片适配座，GW48系统设置了一对在线编程下载接口座：J3A和J3B。此接口插座可适用于不同的FPGA/CPLD（注意，1、此接口仅适用于5V工作电源的FPGA和CPLD；2、5V工作电源必须由被下载系统提供）的配置和编程下载。对于低压FPGA/CPLD，（如EP1K30/50/100、EPF10K30E等，都是2.5V器件），下载接口座必须是另一座：ByteBlasterMV。注意，对于GW48-GK/PK，只有一个下载座：ByteBlasterMV，是通用的。(4)混合工作电压使用：对于低压FPGA/CPLD目标器件，在GW48系统上的设计方法与使用方法完全与5V器件一致，只是要对主板的跳线作一选择（对GW48-GK/PK系统不用跳线）：JVCC/VS2：跳线JVCC（GW48—GK/PK型标为“VS2”）对芯片I/O电压3.3V(VCCIO)或5V（VCC）作选择，对5V器件，必须选“5.0V”。例如，若系统上插的目标器件是EP1K30/50/100或EPF10K30E/50E等，要求将主板上的跳线座“JVCC”短路帽插向“3.3V”一端；将跳线座“JV2”短路帽插向“+2.5V”一端（如果是5V器件，跳线应插向“5.0V”）。（5）并行下载口：此接口通过下载线与微机的打印机口相连。来自PC机的下载控制信号和CPLD/FPGA的目标码将通过此口，完成对目标芯片的编程下载。编程电路模块能自动识别不同的CPLD/FPGA芯片，并作出相应的下载适配操作。（6）键1~键8：为实验信号控制键，此8个键受“多任务重配置”电路控制，它在每一张电路图中的功能及其与主系统的连接方式随SW9的模式选择而变，使用中需参照第二节中的电路图。（7）键9~键12：实验信号控制键（仅GW48—GK/PK型含此键）此4个键不受“多任务重配置”电路控制，使用方法参考“实验电路结构NO.5”。（8）数码管1~8/发光管D1~D16：也受“多任务重配置”电路控制，它们的连线形式也需参照第二节的电路图。（9）数码管9~14/发光管D17~D22：不受“多任务重配置”电路控制（仅GW48—GK/PK型含此发光管），它们的连线形式和使用方法参考“实验电路结构NO.5”。（10）“时钟频率选择”P1A/JP1B/JP1C：为时钟频率选择模块。通过短路帽的不同接插方式，使目标芯片获得不同的时钟频率信号。对于“CLOCK0”JP1C，同时只能插一个短路帽，以便选择输向“CLOCK0”的一种频率：信号频率范围：1Hz–50MHz（对GW48-CK系统）信号频率范围：0.5Hz–50MHz（对GW48-GK系统）信号频率范围：0.5Hz–100MHz（对GW48-PK系统）,由于CLOCK0可选的频率比较多，所以比较适合于目标芯片对信号频率或周期测量等设计项目的信号输入端。JP1B分三个频率源组，即如系统板所示的“高频组”、“中频组”和“低频组”。它们分别对应三组时钟输入端。例如，将三个短路帽分别插于JP1B座的2Hz、1024Hz和12MHz；而另三个短路帽分别插于JP1A座的CLOCK4、CLOCK7和CLOCK8，这时，输向目标芯片的三个引脚：CLOCK4、CLOCK7和CLOCK8分别获得上述三个信号频率。需要特别注意的是，每一组频率源及其对应时钟输入端，分别只能插一个短路帽。也就是说，通过JP1A/B的组合频率选择，最多只能提供三个时钟频率。注意，对于GW48-GK/PK系统，时钟选择比较简单：每一频率组仅接一个频率输入口，如低频端的4个频率通过短路帽，可选的时钟输入口仅为CLOCK2，因此对于GW48-GK/PK，总共只有4个时钟可同时输入FPGA：CLOCK0、CLOCK2、CLOCK5、CLOCK9。（11）扬声器S1：目标芯片的声讯输出，与目标芯片的“SPEAKER”端相接，即PIO50。通过此口可以进行奏乐或了解信号的频率。（12）PS/2接口：通过此接口，可以将PC机的键盘和/或鼠标与GW48系统的目标芯片相连，从而完成PS/2通信与控制方面的接口实验，GW48-GK/PK含另一PS/2接口，参见实验电路结构NO.5。（13）VGA视频接口：通过它可完成目标芯片对VGA显示器的控制。(14)单片机接口器件：它与目标板的连接方式也已标于主系统板上：连接方式可参见附图2-13。6注意1，对于GW48-GK/PK系统，实验板左侧有一开关，向上拨，将RS232通信口直接与FPGA的PIO31和PIO30相接；向下拨则与89C51单片机的P30和P31端口相接。于是通过此开关可以进行不同的通信实验，详细连接方式可参见附图2-13。平时此开关向下打，不要影响FPGA的工作。注意2，由附图2-13可知，单片机89C51的P3和P1口是与FPGA的PIO66-PIO79相接的，而这些端口又与6数码管扫描显示电路连在一起的，所以当要进行6数码管扫描显示实验时，必须拔去右侧的单片机，并安实验电路结构NO.5，将拨码开关3，拨为使能，这时LCD停止工作。（15）RS-232串行通讯接口：此接口电路是为单片机与PC机通讯准备的，由此可以使PC机、单片机、FPGA/CPLD三者实现双向通信。当目标板上FPGA/CPLD器件需要直接与PC机进行串行通讯时，可参见附图2-13，和实验电路结构图NO.5，将实验板右侧的开关向上打“TOFPGA”，从而使目标芯片的PIO31和PIO30与RS232口相接，即使RS232的通信接口直接与目标器件FPGA的PIO30/PIO31相接。而当需要使PC机的RS232串行接口与单片机的P3.0和P3.1口相接时，则应将开关向下打“TOMCU”既可（平时不用时也应保持在个位置）。（16）“AOUT”D/A转换：利用此电路模块（实验板左下侧），可以完成FPGA/CPLD目标芯片与D/A转换器的接口实验或相应的开发。它们之间的连接方式可参阅“实验电路结构NO.5”：D/A的模拟信号的输出接口是“AOUT”，示波器可挂接左下角的两个连接端。当使能拨码开关8：“滤波1”时，D/A的模拟输出将获得不同程度的滤波效果。注意，进行D/A接口实验时，需打开左侧第2个开关，获得+/-12伏电源，实验结束后关上此电源。（17）“AIN0”/“AIN1”：外界模拟信号可以分别通过系统板左下侧的两个输入端“AIN0”和“AIN1”进入A/D转换器ADC0809的输入通道IN0和IN1，ADC0809与目标芯片直接相连。通过适当设计，目标芯片可以完成对ADC0809的工作方式确定、输入端口选择、数据采集与处理等所有控制工作,并可通过系统板提供的译码显示电路，将测得的结果显示出来。此项实验首先需参阅第二节的“实验电路结构NO.5”有关0809与目标芯片的接口方式，同时了解系统板上的接插方法以及有关0809工作时序和引脚信号功能方面的资料