【電路分享】幾組實用FPGA原理設計圖
發布時間:2016-11-25 責任編輯:sherry
【導讀】FPGA作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定製電路而出現的,既解決了定製電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。下麵給大家帶來了幾組FPGA原理圖設計。
FPGA(Field-Programmable Gate Array),即現場可編程門陣列,它是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。它是作為專用集成電路(ASIC)領域中的一種半定製電路而出現的,既解決了定製電路的不足,又克服了原有可編程器件門電路數有限的缺點。FPGA的開發相對於傳統PC、單片機的開發有很大不同。FPGA以並行運算為主,以硬件描述語言來實現;相比於PC或單片機(無論是馮諾依曼結構還是哈佛結構)的順序操作有很大區別,也造成了FPGA開發入門較難。
時至今日,FPGA市場的主要業者僅剩數家,包括Altera、Xilinx(賽靈思,過去稱為:智霖科技)、Actel、Atmel、LatTIce、QuickLogic等,不過2007年11月QuickLogic也確定淡出FPGA市場,並轉進發展CSSP(CustomerSpecificStandardProduct)。下麵給大家帶來了幾組原理圖設計:
複位和晶振電路原理圖設計
一(yi)個(ge)芯(xin)片(pian),尤(you)其(qi)是(shi)可(ke)編(bian)程(cheng)芯(xin)片(pian),通(tong)常(chang)在(zai)上(shang)電(dian)的(de)瞬(shun)間(jian)需(xu)要(yao)一(yi)個(ge)短(duan)暫(zan)的(de)時(shi)間(jian)進(jin)行(xing)內(nei)部(bu)參(can)數(shu)的(de)初(chu)始(shi)化(hua),這(zhe)個(ge)時(shi)候(hou)芯(xin)片(pian)無(wu)法(fa)立(li)即(ji)進(jin)入(ru)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)。通(tong)常(chang)稱(cheng)上(shang)電(dian)初(chu)始(shi)化(hua)這(zhe)些(xie)工(gong)作(zuo)為(wei)複(fu)位(wei),完(wan)成(cheng)這(zhe)個(ge)功(gong)能(neng)的(de)電(dian)路(lu)稱(cheng)之(zhi)為(wei)複(fu)位(wei)電(dian)路(lu)。本(ben)FPGA 芯片使用的是低電平複位,支持上電複位和手動複位,RESET 按下之後產生低電平。

複位電路原理圖設計
晶振電路原理圖設計
晶(jing)振(zhen)是(shi)為(wei)電(dian)路(lu)提(ti)供(gong)頻(pin)率(lv)基(ji)準(zhun)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian),通(tong)常(chang)分(fen)成(cheng)有(you)源(yuan)晶(jing)振(zhen)和(he)無(wu)源(yuan)晶(jing)振(zhen)兩(liang)個(ge)大(da)類(lei),無(wu)源(yuan)晶(jing)振(zhen)需(xu)要(yao)芯(xin)片(pian)內(nei)部(bu)有(you)振(zhen)蕩(dang)器(qi),並(bing)且(qie)晶(jing)振(zhen)的(de)信(xin)號(hao)電(dian)壓(ya)根(gen)據(ju)起(qi)振(zhen)電(dian)路(lu)而(er)定(ding),允(yun)許(xu)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)壓(ya),但(dan)無(wu)源(yuan)晶(jing)振(zhen)通(tong)常(chang)信(xin)號(hao)質(zhi)量(liang)和(he)精(jing)度(du)較(jiao)差(cha),需(xu)要(yao)精(jing)確(que)匹(pi)配(pei)外(wai)圍(wei)電(dian)路(lu)(電感、電容、電阻等),ruxugenghuanjingzhenshiyaotongshigenghuanwaiweidedianlu。youyuanjingzhenbuxuyaoxinpiandeneibuzhendangqi,keyitigonggaojingdudepinlvjizhun,xinhaozhiliangyejiaowuyuanjingzhenyaohao。benFPGA 芯片采用50MHZ 的有源貼片晶振作為芯片工作的時鍾輸入。

晶振電路原理圖設計
按鍵開關電路原理圖設計
最(zui)小(xiao)係(xi)統(tong)板(ban)上(shang)使(shi)用(yong)的(de)四(si)腿(tui)按(an)鍵(jian)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)分(fen)兩(liang)組(zu),每(mei)組(zu)中(zhong)的(de)兩(liang)個(ge)是(shi)相(xiang)通(tong)的(de),而(er)兩(liang)組(zu)直(zhi)接(jie)是(shi)通(tong)過(guo)上(shang)麵(mian)的(de)按(an)鈕(niu)來(lai)控(kong)製(zhi)通(tong)斷(duan)狀(zhuang)態(tai)的(de)。簡(jian)單(dan)理(li)解(jie)成(cheng)開(kai)關(guan)就(jiu)可(ke)以(yi)了(le),按(an)下(xia)去(qu)兩(liang)端(duan)就(jiu)形(xing)成(cheng)短(duan)路(lu),鬆(song)開(kai)手(shou)就(jiu)形(xing)成(cheng)開(kai)路(lu)。短(duan)路(lu)相(xiang)當(dang)於(yu)輸(shu)入(ru)0,開路為1。另外需要說明的是,由於按鍵屬於機械開關,按動過程不可避免存在抖動的現象,所以用戶按下按鍵的時間可以稍微長一點。

按鍵開關電路原理圖設計
八位撥碼開關電路原理圖設計
撥碼開關就是相當與一個開關量,撥到ON 就表示接通,OFF 就是斷開,在數字電路中對 0、1,通常用於二進製輸入。本課題最小係統板使用八位撥碼開關作為一個字節的輸入,撥到ON 時相當於輸入“1”,默認輸入“0”。

八位撥碼開關電路原理圖設計
最小係統電路設計的總體電路原理圖
使用AlTIum 軟件設計的電路原理圖,FPGA 最小係統板包括時鍾電路、複位電路、電源電路、JATG 電路、PROM 配置電路、顯示模塊電路、開關電路以及各種接口電路。

最小係統電路設計的總體電路原理圖
FPGA產品的應用領域已經從原來的通信擴展到消費電子、汽車電子、工業控製、測ce試shi測ce量liang等deng廣guang泛fan的de領ling域yu。把ba相xiang對dui成cheng熟shu的de技ji術shu應ying用yong到dao某mou些xie特te定ding領ling域yu如ru通tong訊xun,視shi頻pin,信xin息xi處chu理li等deng等deng開kai發fa出chu滿man足zu行xing業ye需xu要yao並bing能neng被bei行xing業ye客ke戶hu接jie受shou的de產chan品pin這zhe方fang麵mian主zhu要yao是shiFPGA技ji術shu和he專zhuan業ye技ji術shu的de結jie合he問wen題ti,另ling外wai還hai有you就jiu是shi與yu專zhuan業ye客ke戶hu的de界jie麵mian問wen題ti產chan品pin設she計ji還hai包bao括kuo專zhuan業ye工gong具ju類lei產chan品pin及ji民min用yong產chan品pin,前qian者zhe重zhong點dian在zai性xing能neng,後hou者zhe對dui價jia格ge敏min感gan產chan品pin設she計ji以yi實shi現xian產chan品pin功gong能neng為wei主zhu要yao目mu的de,FPGA技術是一個實現手段在這個領域,FPGA因為具備接口,控製,功能IP,內嵌CPU等特點有條件實現一個構造簡單,固化程度高,功能全麵的係統產品設計將是FPGAjishuyingyongzuiguangdadeshichang,juyoujidadebaofaxingdexuqiukongjianchanpinshejiduijishurenyuandeyaoqiubijiaogao,lutuyebijiaomanchangbuguoxianzaizhenggexingyezhengchuzaizujian“首發團隊”的狀態,隻要加入,前途光明產品設計是一種職業發展方向定位,不是簡單的愛好就能做到的!產品設計領域會造就大量的企業和企業家,是一個發展熱點和機遇。
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