xilinx700AN1400A用户手册.doc

v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -1- redred cyclonecyclone 开发板开发板 rciii-3s700a/700an/1400arciii-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -2- 前言前言 本手册适用于使用 red cyclone 系列开发板红色飓风三代 xilinx 版本的用户。 开发板由三部分组成：核心板，底板（基础功能扩展板） 。核心板与底板可以配合 使用也可以单独使用核心板,核心板支持 usb 接口供电和直接 5v 电源供电两种模式， 底板上不要外接电源模块。 配合底板这套开发板面向 fpga 的所有用户，既可以用它来学习 fpga 基础的设 计知识，也可以只用核心模块配合用户自定义底板实现工程应用。所以，设计本着简 单实用，扩展性好的原则。本开发套件配合较高容量的 fpga。xc3s700a,xc3s1400a 是 xilinx 主推高性价比产品，700an 更是 xilinx 09 推出的新产品，它的配置模式支持内部 flash 烧写，使得破解内部代码非常困难，加密 性能大大提高，非常适合内部算法的加密处理。该产品也可以作为产品开发的原型验 证板或者 ic 前端设计验证板。我们也希望大家在这套板上开发出有创意的产品。 同时，这套开发板也提供了一个 sopc（system on programming chip）平台， 可以实现嵌入式的软 cpu，如 microblaze ，picroblaze 等。为嵌入式电子产品设计提 供了又一种选择。 如何使用本用户手册：用户手册主要是使用户了解开发板上各部分功能模块，硬件 连接到 fpga 上的对应的管脚映射，介绍用到的芯片操作的基本原理，当然在这里只是 一个简单的介绍，具体如何使用芯片请用户参照芯片手册。 由于本人水平有限，手册有错漏和不严谨之处在所难免，如果发现错误恳请发送邮 件到 ，欢迎大家批评指正 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -3- 目录目录 v3-rc3-3s700a/700an/1400av3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册1 修订记录修订记录.2 前言前言.3 目录目录.4 开发板用户手册内容介绍开发板用户手册内容介绍.6 chapter 1 主要器件及特性主要器件及特性.7 主要元器件介绍.7 chapter 2 核心板与底板接口核心板与底板接口9 核心板用户 io 连接器9 底板用户 io 连接器11 底板用户 io .12 chapter 3 高速同步高速同步 sdram 14 chapter 4 大容量，快速大容量，快速 flash.16 chapter 5 高速异步高速异步 sram .18 chapter 6 fpga 配置方案配置方案.21 jtag 接口21 as 接口 21 chapter 7 时钟分配时钟分配22 chapter 8 复位电路复位电路23 chapter 9 led 数码管数码管24 chapter 10 系统电源接口系统电源接口25 chapter 11usb 2.0 接口接口 .26 chapter 12 320aic23 音频编码芯片音频编码芯片.33 fpga 管脚映射.33 该芯片主要有如下特性: .33 tlv320aic23 的使用.34 1控制接口.34 2控制寄存器的使用.35 chapter 13 拨码开关按键开关拨码开关按键开关.36 拨码开关.36 按键开关.36 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -4- chapter 14 七段数码管七段数码管38 chapter 15 ps/2 鼠标（键盘）接口鼠标（键盘）接口 .41 键盘.41 鼠标.42 chapter 16 rs-232 串口串口.45 串行通信标准.45 接收机设计.46 发送机设计.46 chapter17 字符型液晶显示器字符型液晶显示器.49 介绍.49 fpga 控制原理.51 chapter 18 蜂鸣器与红外线接口蜂鸣器与红外线接口53 chapter 19 sd 卡接口卡接口.54 附录附录 a：原理图：原理图.55 附录附录 b, 主要元件的相关材料主要元件的相关材料.55 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -5- 开发板用户手册内容介绍开发板用户手册内容介绍 chapter 1,“主要器件及特性” chapter 2，“核心板与底板接口” 核心板部分核心板部分 chapter 3，“高速同步 sdram” chapter 4，“大容量快速 flash” chapter 5， “高速异步 sram” chapter 6，“fpga 配置方案” chapter 7，“时钟分配” chapter 8，“复位电路” chapter 9，“led 数码管” chapter 10， “系统电源接口” 基础底板部分基础底板部分 chapter 11,“usb 2.0 接口” chapter 12,“320aic23 音频编码芯片” chapter 13,“拨码开关按键开关” chapter 14,“七段数码管” chapter 15， “ps/2 鼠标（键盘）接口” chapter 16， “rs232 串口” chapter 17， “字符型液晶显示器” chapter 18,“蜂鸣器与红外线接口” chapter 19， “sd 卡接口” 附录 a,“电路板原理图” 附录 b,“主要元件的相关材料” 注 1 核心板分为三种版本： （1 1）xc3s700a4f484c+mt48lc4m16a+28f640j3xc3s700a4f484c+mt48lc4m16a+28f640j3 （2 2）xc3s700an4f484c+mt48lc4m16a+28f640j3xc3s700an4f484c+mt48lc4m16a+28f640j3 （3 3）xc3s1400a4f484c+mt48lc16m16a+28f128j3xc3s1400a4f484c+mt48lc16m16a+28f128j3 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -6- chapter 1主要器件及特性主要器件及特性 本部分中描述了 red cycloneiii 代 xilinx 开发板的设计原理和使用方法，作为开发 板的配套材料。 主要元器件介绍 70/140 万门万门 xilinx spartan3aan 系列系列 fpga 采用 bga484 表贴封装 spartan 3an 家族信息 spartan 3a 家族信息 支持最大单片支持最大单片 16mb x 16bit 高速高速 sdarm 最高 166mhz 读写速度； 128/64mbyte 快速快速 flash 支持最大单片 128m8bit 读写速度为 90ns； v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -7- 灵活的页面方式，可以用来存储 fpga 配置文件或者操作系统镜像文件； usb2.0 高速数据接口高速数据接口 采用了应用广泛，性能稳定的 cypress 公司 cy68013 芯片实现了 usb 接口的扩 展，能够与计算机之间实现高速的数据传递； 9 针针 rs232 串口串口 实现与计算机的数据通讯； 辅助调试，结果输出； ps/2 鼠标，键盘接口鼠标，键盘接口 标准的鼠标、键盘接口，支持 3.3v 和 5v 设备，可以用来验证 ps/2 的接口协议， 实现一个 io 设备扩展； 512k byte 高速，异步高速，异步 sram 一片 256k 16bit 的（issi25616vl）sram，独立的字节使能信号 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -8- chapter 2 核心板与底板接口核心板与底板接口 核心板与底板接口采用两个 2mm 间距 40x2 用户 io 连接器连接。下面就详细介绍 连接器上 fpga 对应的管脚。 核心板用户 io 连接器 信号名称fpga 管脚信号名称fpga 管脚信号名称fpga 管脚 用户普通 io egpio0e17egpio40b8egpio80w22 egpio1d18egpio41c8egpio81v22 egpio2d19egpio42a7egpio82y22 egpio3c19egpio43a6egpio83w21 egpio4b20egpio44d7egpio84ab21 egpio5a20egpio45c7egpio85aa21 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -9- egpio6e15egpio46b6egpio86ab19 egpio7f15egpio47a5egpio87aa19 egpio8c18egpio48c6egpio88ab17 egpio9a18egpio49d6egpio89ab18 egpio10b19egpio50e9egpio90aa15 egpio11a19egpio51d8egpio91ab15 egpio12d17egpio52a4egpio92ab13 egpio13c17egpio53b4egpio93aa14 egpio14d16egpio54c5egpio94y5 egpio15c16egpio55d5egpio95y6 egpio16c14egpio56a3egpio96aa10 egpio17e14egpio57b3egpio97ab10 egpio18b17egpio58e7egpio98aa8 egpio19a17egpio59f8egpio99ab8 egpio20d15egpio60y15egpio100ab7 egpio21c15egpio61v17egpio101ab6 egpio22a16egpio62y14egpio102aa6 egpio23a15egpio63w15egpio103ab5 egpio24b15egpio64y13egpio104ab4 egpio25a14egpio65v14egpio105aa4 egpio26f13egpio66y12egpio106ab3 egpio27e13egpio67w13egpio107aa3 egpio28d13egpio68v16egpio108ab2 egpio29c13egpio69w16egpio109y2 egpio30b13egpio70y10egpio110w1 egpio31a13egpio71v11egpio111w2 egpio32a10egpio72y8egpio112u1 egpio33c10egpio73w7egpio113v1 egpio34a9egpio74y7egpio114t1 egpio35a8egpio75w8egpio115u2 egpio36d10egpio76t22egpio116r2 egpio37e10egpio77w9egpio117r1 egpio38b9egpio78u22egpio118p2 egpio39c9egpio79u21egpio119p1 时钟 io clk_in1pc12clk_in2pv12clk_in3paa12 clk_in1ne12clk_in2nu12clk_in3nab12 clk_out1pf7clk_out2pab16clk_out3pb11 clk_out1ne6clk_out2ny16clk_out3nc11 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -10- 底板用户 io 连接器 原理图 底板用户 io 管脚映射 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -11- 核心板信号底板信号核心板信号底板信号核心板信号底板信号 用户普通 io egpio0egpio31egpio40usb_faddr1egpio80lcd6 egpio1egpio30egpio41usb_faddr0egpio81lcd5 egpio2egpio28egpio42usb_flagdegpio82lcd4 egpio3egpio29egpio43usb_pktendegpio83lcd3 egpio4egpio27egpio44ud9egpio84lcd2 egpio5egpio26egpio45ud8egpio85lcd1 egpio6egpio25egpio46ud11egpio86lcd0 egpio7egpio24egpio47ud10egpio87lcd_e egpio8egpio22egpio48ud13egpio88lcd_rw egpio9egpio23egpio49ud12egpio89lcd_rs egpio10egpio21egpio50ud15egpio90pb4 egpio11egpio20egpio51ud14egpio91pb5 egpio12egpio19egpio52usb_slwr#egpio92pb6 egpio13egpio18egpio53usb_slrd#egpio93pb7 egpio14egpio17egpio54ud0egpio94pb0 egpio15egpio16egpio55ud1egpio95pb1 egpio16egpio15egpio56ud2egpio96pb2 egpio17egpio14egpio57ud3egpio97pb3 egpio18egpio12egpio58sys_rst#egpio98led_an3 egpio19egpio13egpio59ud4egpio99led1s1 egpio20egpio10egpio60ud6egpio100led1s5 egpio21egpio11egpio61ud5egpio101led1s0 egpio22egpio8egpio62aic_lrcoutegpio102led_an0 egpio23egpio9egpio63aic_doutegpio103led1s4 egpio24egpio7egpio64aic_dinegpio104led1s3 egpio25egpio6egpio65aic_lrcinegpio105led_an1 egpio26egpio5egpio66aic_csegpio106led1s7 egpio27egpio4egpio67aic_bclkegpio107led_an2 egpio28egpio3egpio68aic_modeegpio108led1s6 egpio29egpio2egpio69aic_sdinegpio109led1s2 egpio30egpio1egpio70aic_aclkegpio110sw0 egpio31egpio0egpio71ps2_msclkegpio111sw1 egpio32ud7egpio72ps2_msdataegpio112sw2 egpio33usb_flaga#egpio73ps2_kbdataegpio113sw3 egpio34usb_flagb#egpio74ps2_kbclkegpio114sw4 egpio35usb_flagc#egpio75uart_txegpio115sw5 egpio36usb_int0#egpio76uart_tx_extegpio116sw6 egpio37usb_int1#egpio77uart_rx_extegpio117sw7 egpio38usb_sloeegpio78uart_rxegpio118ir_data v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -12- egpio39usb_wu2egpio79lcd7egpio119 悬空 时钟 io clk_in1pclk_in1pclk_in2p 悬空 clk_in3pusb_clkout clk_in1nclk_in1nclk_in2n 悬空 clk_in3nclk_ext3 clk_out1pclk_out1pclk_out2p 悬空 clk_out3psp clk_out1nclk_out1nclk_out2nusb_ifclkclk_out3n 悬空 chapter 3 高速同步高速同步sdram 原理图 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -13- 管脚映射 信号名称fpga 管 脚 信号名称fpga 管 脚 地址信号数据信号 sdram_a0pin_ f1sdram_dq0pin_ e4 sdram_a1pin_ f2sdram_dq1pin_ f4 sdram_a2pin_ g1sdram_dq2pin_ f3 sdram_a3pin_ h1sdram_dq3pin_ g4 sdram_a4pin_ h2sdram_dq4pin_ g3 sdram_a5pin_ j1sdram_dq5pin_ h3 sdram_a6pin_ k1sdram_dq6pin_ h5 sdram_a7pin_ k2sdram_dq7pin_ g6 sdram_a8pin_ l1sdram_dq8pin_ l3 sdram_a9pin_ m2sdram_dq9pin_ m4 sdram_a10pin_ e3sdram_dq10pin_ m3 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -14- sdram_a11pin_ m1sdram_dq11pin_ n3 sdram_a12pin_ n1sdram_dq12pin_ n4 sdram_dq13pin_ p3 sdram_dq14pin_ r4 注：sa12只有使用 mt48lc16m16 时有用 sdram_dq15pin_ r3 控制信号控制信号 信号名称fpga 管脚 sdram_dqm0pin_ d3 sdram_dqm1pin_ k3 sdram_ras#pin_ b1 sdram_we#pin_ c1 sdram_ba0pin_ d2 sdram_ba1pin_ e1 sdram_ce#pin_ d1 sdram_ckepin_ h4 sdram_clkpin_ j3 sdram_cas#pin_ c2 xc3s700a/an 使用的是 48lc4m16a2p xc3s1400a 使用的是 48lc16m16a2p v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -15- chapter 4大容量，快速大容量，快速flash flash电路原路图 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -16- 管脚映射 信号名称fpga 管脚信号名称fpga 管脚信号名称fpga 管脚 地址信号ea17pin_ h20控制信号 ea0pin_t17ea18pin_ f22flash_ce#pin_ w20 ea1pin_t18ea19pin_ f21flash_oe#pin_ w19 ea2pin_r19ea20pin_ c22flash_rw#pin_ aa22 ea3pin_p18ea21pin_ c21 ea4pin_n22ea22pin_ b22 ea5pin_n21ea23pin_ b21 ea6pin_n20ea24pin_ g18 ea7pin_n19数据信号 ea8pin_n18ed0pin_ab20ed9pin_p22 ea9pin_n17ed1pin_y17ed10pin_p20 ea10pin_k22ed2pin_aa17ed11pin_l22 ea11pin_j22ed3pin_u13ed12pin_m22 ea12pin_j21ed4pin_ab11ed13pin_k18 ea13pin_j20ed5pin_y11ed14pin_k17 ea14pin_h22ed6pin_ab9ed15pin_g20 ea15pin_g22ed7pin_y9 ea16pin_h21ed8pin_r21 说明 flash 采用的是目前应用比较多的 intel 公司的大容量 nor 型 flash 28f128j3, 28f640j3, 28f320j3。最大支持到 32mb x 8bit。其中，ea24 是为了扩展 32m8bit，ea23 是为了扩展 16m8bit，管脚 ea22 是为了接 8m8bit。 xc3s700a/an 使用的是 28f640j3 xc3s1400a 使用的是 28f128j3 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -17- chapter 5 高速异步高速异步sram sram原理图 管脚映射 地址信号地址信号 sram 信号名称fpga 对应管脚号 ea0pin_t17 ea1pin_t18 ea2pin_r19 ea3pin_p18 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -18- ea4pin_n22 ea5pin_n21 ea6pin_n20 ea7pin_n19 ea8pin_n18 ea9pin_n17 ea10pin_k22 ea11pin_j22 ea12pin_j21 ea13pin_j20 ea14pin_h22 ea15pin_g22 ea16pin_h21 ea17pin_h20 ea18pin_f22 ea19pin_f21 ea20pin_c22 ea21pin_c21 ea22pin_b22 ea23pin_b21 ea24pin_g18 数据信号数据信号 sram 信号名称fpga 对应管脚 ed0pin_t3 ed1pin_u1 ed2pin_u2 ed3pin_u3 ed4pin_v1 ed5pin_v2 ed6pin_w1 ed7pin_w2 ed8pin_r21 ed9pin_p22 ed10pin_p20 ed11pin_l22 ed12pin_m22 ed13pin_k18 ed14pin_k17 ed15pin_g20 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -19- 控制信号控制信号 sram 信号名称fpga 对应管脚号 sram_cepin_t19 sram_oepin_r22 sram_wepin_r20 chapter 6 fpga配置方案配置方案 spartan3a 系列芯片支持多种配置模式，开发板中采用 xcf、nor flash 和内部 spi flash 配置 方式，分别是 master serial、master bpi、internal master spi（配置内部 flash 为 700an 专用） 。 （1）将 sw2 拨码开关调至 m0,m1,m2=000 为 master serial 模式，固件程序会下载到 xcf 系列外 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -20- 部 flash 中 （2）将 sw2 拨码开关调至 m0,m1,m2=010 为 master bpi 模式，固件程序会下载到 intel 系列 js28f640/128 等外部 nor flash 中 （3）将 sw2 拨码开关调至 m0,m1,m2=110 为 internal master spi 模式，固件程序会下载到 fpga 内部 flash 中（注意：只有 an 系列支持该模式，如本板卡以 xc3s700an 为主芯片的就可以支持） 注：sw2 拨到上端即标注 on 端为 0，向下为 1。 具体操作请看我们的 xilinx 下载视频教程或实验指导手册的下载部分。 chapter 7 时钟分配时钟分配 原理图 管脚映射 时钟源fpga 对应管脚 50000mhzpin_a11 sma 时钟座输入pin_a12 sma 时钟座输出pin_b2 时钟使用 fpga 专用时钟接口，板上 fpga 包括一个 50mhz 主时钟输入，一个 sma 时钟输入座。一个 sma 时钟输出座。 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -21- chapter 8 复位电路复位电路 采用 imp811 可以产生稳定的低电平复位信号 复位电路原理图 管脚映射 信号名称fpga 对应管脚号 sys_rst#pin_r18 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -22- chapter 9 led数码管数码管 开发板包括8位led数码管，均匀分布在fpga上方 原理图 管脚映射 信号名称fpga 对应管脚号信号名称fpga 对应管脚号 ledg0（右）pin_l20ledg4pin_k19 ledg1pin_l21ledg5pin_k20 ledg2pin_m20ledg6pin_d20 ledg3pin_m18ledg7（左）pin_l18 需要输入高电平才能点亮 led。 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -23- chapter 10 系统电源接口系统电源接口 电源接口原理图 板卡工作可以有三种供电模式 1.核心板插在底板由底板供电。2.核心板通过 jp1 电源接口单独供电。3.usb 接口单独为核心板 供电（如图电源接口原理图，psw1 为是否用 usb 供电的开关）核心板提供 5v 转 3.3v、1.2v。 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -24- chapter 11 usb 2.0接口接口 如果购买的整套开发板（即核心板加底板） ，那么你将有两个 usb 接口可以使用！芯片 选择上采用两片 cypress 公司 cy7c68013 芯片，两个芯片只是封装上的不同，其余 使用上都基本一致，核心板 usb 接口原理图如图一，fpga 管脚映射见其下表一。底 板 usb 接口原理图如图二，fpga 管脚映射见其下表二。 核心板 usb 接口 图一 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -25- fpga管脚映射 表一 数据信号数据信号 信号名称fpga 对应管脚号cy7c18013 管脚名称fpga 对应管脚号 ud0pin_u19usb_clkoutpin_ w12 ud1pin_l19usb_ifclkpin_ e22 ud2pin_t20usb_int0#pin_ u11 ud3pin_u20usb_int1#pin_ m5 ud4pin_v19usb_sloepin_ p5 ud5pin_v20usb_wu2pin_ r5 ud6pin_y1usb_faddr0pin_ t4 ud7pin_aa1usb_faddr1pin_ v4 ud8pin_w6usb_pktendpin_ t5 ud9pin_w3usb_flagdpin_ u5 ud10pin_u4usb_flagc#pin_ v10 ud11pin_u3usb_flagb#pin_ w17 ud12pin_v3usb_flaga#pin_ v15 ud13pin_w18usb_slwr#pin_ g19 ud14pin_t3usb_slrd#pin_ d22 ud15pin_y18usb_reset#pin_f18 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -26- usb底板接口 图二 fpga管脚映射 表二 数据信号数据信号 信号名称fpga 对应管脚号cy7c18013 管脚名称fpga 对应管脚号 ud0pin_c5usb_clkoutpin_aa12 ud1pin_d5usb_ifclkpin_y16 ud2pin_a3usb_int0#pin_d10 ud3pin_b3usb_int1#pin_e10 ud4pin_f8usb_sloepin_b9 ud5pin_v17usb_wu2pin_c9 ud6pin_y15usb_faddr0pin_c8 ud7pin_a10usb_faddr1pin_b8 ud8pin_c7usb_pktendpin_a6 ud9pin_d7usb_flagdpin_a7 ud10pin_a5usb_flagc#pin_a8 ud11pin_b6usb_flagb#pin_a9 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -27- ud12pin_d6usb_flaga#pin_c10 ud13pin_c6usb_slwr#pin_a4 ud14pin_d8usb_slrd#pin_b4 ud15pin_e9 芯片介绍 cypress semiconductor 公司的 ezusb fx2 是世界上第一款集成 usb2.0 的微处 理器，它集成了 usb2.0 收发器、sie（串行接口引擎）、增强的 8051 微控制器和可编 程的外围接口。fx2 这种独创性结构可使数据传输率达到 56mbytes/s，即 usb2.0 允许 的最大带宽。在 fx2 中，智能 sie 可以硬件处理许多 usb1.1 和 usb2.0 协议，从而减 少了开发时间和确保了 usb 的兼容性。gpif（general programmable interface）和 主/从端点 fifo（8 位或 16 位数据总线）为 ata、utopia、epp、pcmcia 和 dsp 等提供 了简单和无缝连接接口。 cy7c68013 集成了以下特性： usb2.0 收发器、sie（串行接口引擎）和增强性 8051 微处理器； 软件运行：8051 程序从内部 ram 开始运行，可以借助下列几种方式进行程序装载： （1） 通过 usb 下载； （2） 从 eeprom 中装载； （3） 通过外部存储器设备。 四个可编程 bulk/interrupt/isochronous 端点； 可选双、三和四缓冲 8 位或 16 位外部数据接口 通用可编程接口（gpif） （1） 可以直接连接到并口，8 位和 16 位； （2） 可编程波形描述符和配置寄存器； （3） 支持多个 ready 输入和 control 输出。 集成标准 8051 内核，且具有下列增强特性： （1） 可以达到 48mhz 时钟； （2） 每条指令占四个时钟周期； v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -28- （3） 两个 usarts； （4） 三个定时/计数器； （5） 扩展的中断系统； （6） 两个数据指针。 3.3v 电源系统； 智能串行引擎（sie）； 矢量 usb 中断； 独立的数据缓冲区供 setup 和 data 包控制传输； 集成 i2c 控制器，运行速度可达 100 或 400khz； 四个 fifo，可与 asic 和 dsp 等无缝连接； 专门的 fifo 和 gpif 自动矢量中断； 可用于 dsl modems、ata 接口、相机、home pna、wlan、mp3 播放器、网络等。 usbusb 启动方式和枚举启动方式和枚举 上电时，内部逻辑会检查连接到 i2c 总线上的 eeprom 中的第一个字节（0xc0 或 0xc2）。如果是 0xc0，就会使用 eeprom 中的 vid/pid/did 来替代内部存储值；如果是 0xc2，内部逻辑就会把 eeprom 中的内容装入到内部 ram 中；如果没有检查到 eeprom，fx2 就会使用内部存储的描述符来枚举。fx2 缺省的 vid/pid/did 是 0x04b4/ 0x8613/ 0xxxyy。 当首次插入 usb 时，fx2 通过 usb 电缆会自动枚举且下载固件和 usb 描述符表；接 下来，fx2 再次枚举，这次主要通过下载的信息来定义设备。这两个步骤就叫做重枚举， 当设备插入时它们就立即执行。 程序程序/ /数据存储器数据存储器 内部数据 ram 如图所示，fx2 的内部数据 ram 被分成三个不同的区域：低（low）128、高 （upper）128 和特殊功能寄存器（sfr）空间。低 128 和高 128 是通用 ram，sfr 包括 fx2 控制和状态寄存器。 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -29- 外部程序存储器和数据存储器 fx2 有 8k 片上 ram，位于 0x00000x1fff；512 字节 scratch ram，位于 0xe0000xe1ff。尽管 scratch ram 从物理上来说位于片内，但是通过固件可以把它 作为外部 ram 一样来寻址。fx2 保留 7.5k（0xe2000xffff）数据地址空间作为控制/ 状态寄存器和端点缓冲器。 注意：只有数据内存空间保留，而程序内存（0xe0000xffff）并不保留。 端点缓冲区端点缓冲区 fx2 包含 3 个 64 字节端点缓冲区和 4k 可配置成不同方式的缓冲，其中 3 个 64 字 节的缓冲区为 ep0、ep1in 和 ep1out。ep0 作为控制端点用，它是一个双向端点，既可 为 in 也可为 out。当需要控制传输数据时，fx2 固件读写 ep0 缓冲区，但是 8 个 setup 字节数据不会出现在这 64 字节 ep0 端点缓冲区中。ep1in 和 ep1out 使用独立的 64 字 节缓冲区，fx2 固件可配置这些端点为 bulk、interrupt 或 isochronous 传输方式，这 两个端点和 ep0 一样只能被固件访问。这一点与大端点缓冲区 ep2、ep4、ep6 和 ep8 不同，这四个端点缓冲区主要用来和片上或片外进行高带宽数据传输而无需固件的参 与。ep2、ep4、ep6 和 ep8 是高带宽、大缓冲区。它们可被配置成不同的方式来适应带 宽的需求。 外部外部 fifofifo 接口接口 ep2、ep4、ep6 和 ep8 大端点缓冲区主要用来进行高速（480mbits/s）数据传输， 可以通过 fifo 数据接口与外部 asic 和 dsp 等处理器无缝连接来实现高速数据传输。 它具有通用接口：slave（从）fifo（外部主）或 gpif（内部主）、同步或异步时钟、 内部或外部时钟等。图 3、图 4 分别为 fx2 fifo 处在“slave fifo”模式和“gpif master”模式。 中断资源中断资源 fx2 的中断结构是在一个标准 8051 单片机的基础上增强和扩展了部分中断资源， 中断资源如表 1 所示： 表表 1 1 fx2fx2 中断中断 fx2 中断中断来源中断向量优先级 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -30- ie0int0 pin0x00031 tf0timer0 overflow0x000b2 ie1int1 pin0x00133 tf1timer1 overflow0x001b4 ri_0 .通过软件控制能与ti的mcbsp相兼容; .音频数据可以通过与ti mcbsp相兼容的可 编程音频接口输人输出; .内部集成了驻极体话筒的偏置电压和缓冲 器; .带有立体声线路输人; .具有模数转换器的多种输人(立体声线路输 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -32- 入和麦克风输人); .具有立体声线路输出; .内含静音功能的模拟音量控制功能; .带有高效率线性耳机放大器; .在总的软件控制下，电源可弹性管理; .采用工业级最小封装; .适合于可移动固态音频播放器录音器。 tlv320aic23 的使用 1控制接口控制接口 tlv320aic23有许多可编程特性。可通过控制接日来编辑该器件的控制寄存器，而 且能够编译spl,12c两种规格的接口见表1)。该器件的模式终端状态决定了控制接口 的形式。这个模式管脚必须连接到需要的电平。 2控制寄存器的使用控制寄存器的使用 tlv320aic23用表2所列的寄存器来控制芯片的工作模式。设计时，可以通过数据的 串行传输来控制tlv320aic23。这串数据的前半部分用于控制寄存器的地址，接下来的 部分对应于该寄存器所要写入的值。对于这种串行传输的控制数据，可以分为两个 8bit进行处理 spi和pc接口控制 mode接口 0i2c 1spi v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -33- 寄存器控制模式 地址寄存器 0000000 左输入声道音量控制 0000001 右输入声道音量控制 0000010 耳机左入声道音量控制 0000011 耳机右入声道音量控制 0000100 模拟音频路径控制 0000101 数字音频路径控制 0000110 电源控制 0000111 数字音频接口格式 0001000 采样率控制 0001001 数字接口激活 0001111 复位寄存器 具体使用方法请参考芯片手册 chapter 13拨码开关按键开关拨码开关按键开关 拨码开关 开发板上有 8 位拨码开关, 如下图所示。 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -34- 拨码开关、按键开关原理图 开关位于开发板的左下部。 拨码开关名称为 sw0-sw7. 左侧的是 sw0，右侧的是 sw7。如下表所示连接到 fpga 相应有户自定义管脚。 拨码开关管脚映射 信号名称fpga pin信号名称fpga pin sw0（左）pin_w1sw4pin_t1 sw1pin_w2sw5pin_u2 sw2pin_u1sw6pin_r2 sw3pin_v1sw7（右）pin_r1 当拨码当开关拨到 on（开）时，sw 信号为低电平. 4.7k 用来做上拉。 按键开关管脚映射 信号名称fpga pin信号名称fpga pin pb0（左下）pin_y5pb 4pin_aa15 pb 1pin_y6pb 5pin_ab15 pb 2pin_aa10pb 6pin_ab13 pb 3pin_ab10pb 7（右上）pin_aa14 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -35- chapter 14 七段数码管七段数码管 7 段数码显示器与 fpga 用户自定义 i/o 相连,由下图所示. 所有显示管公用一组数 据线，但是每个数码管有独立的使能端. fpga 的管脚映射见下表.当使能端为低电平时 可以点亮相应的数码管. 以下图为例：最左边的数码管显示“2”，左侧的蓝色数字为 数据输输入值使能端 an0 为低电平。不同的 a 到 g 的数据组合可以显示不同的数字， v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -36- 比如若 a 信号是高电平则相应的 a 管点亮，使能端为高电平是可以关闭数码管.电路原 理图见下图。 七段数码显示器原理图： 由于加上了三极管，所以当 led_s0 输入高电平时三极管导通，发射极为低电平， 点亮相应的数码管。 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -37- 七段数码显示器电路原理图 (使能端高电平点亮) 管脚映射 信号名称fpga pin信号名称fpga pin信号名称fpga pin 数据线使能端 led1s0pin_ab6led1s4pin_ab5led_an0pin_aa6 led1s1pin_ab8led1s5pin_ab7led_an1pin_aa4 led1s2pin_y2led1s6pin_ab2led_an2pin_aa3 led1s3pin_ab4led1s7pin_ab3led_an3pin_aa8 七段数码管译码器真值表 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -38- 因为显示器的 4 位数据端是公用的，所以若要显示 4 位不同的数字就要用时序电路 控制，在每个周期只点亮一个数码管，用 100khz 左右的时钟就可以利用人眼的视觉暂 留效应，看起来就像 4 位数码管同时点亮一样。这样显示得好处是节省了 20 多个 i/o 资源。如图 2-3 所示 扫描显示四位数字 v3-rc3-3s700a/700an/1400a 用户手册用户手册 -39- chapter 15 ps/2 鼠标（键盘）接口鼠标（键盘）接口 开发板的鼠标/键盘接口采用标准的 6-针 mini-din 接口, 电路原理图见下图，接 口信号定义图见下图，只有 1 管脚与 5 管脚连接到 fpga 的用户自定义管脚上。如下表 为键盘鼠标信号线与 fpga 的的管脚映射图。 ps/2 电路原理图 现在一般用 3.3v 的键盘鼠标，也有一些 5v 的鼠标键盘已经不常见了。 ps/2 din 物理接口 ps/2 键盘鼠标信号线与 fpga 的的管脚映射图 信号名称 fpga pin ps2_kbclk pin_y7 ps2_kbdata pin_ w7 ps2_msclk pin_v11 ps2_msdata pin_y8 pc 的鼠标键盘都使用 2 个信号线与逐句进行通信, 开发板也是这样. ps/2 总线包 括时钟和数据线，数据线都使用 11-bit 的串行信号包括：起始位、8 个数据位、奇偶 校验位、结束位. 但是键盘和鼠标所发送的数据包是不一样的. 时序图见下表 and 下 图 。 只有当有数据传输时总线上才有信号,