FPGA核心板电路设计架构

本文节选自特权同学的图书《FPGA设计实战演练（逻辑篇）》

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核心板除了一颗昂贵的Cyclone III系列FPGA芯片外，电源、复位、时钟、JTAG一个不能少。我们这可颗芯片的电源有三档，即3.3V、2.5V和1.2V。3.3V是供给FPGA的I/O电压，也是系统的其他外设芯片（如SDR SDRAM和SPI FLASH）的电源电压；2.5V是供给JTAG电路和FPGA的PLL电源所需要的；1.2V则是FPGA的内核电压。使用的时钟是25MHz，有人说这么低，不够用的？非也，FPGA内部的PLL就是专门负责管理时钟的，它可以对外部输入的25MHz时钟进行倍频或分频，甚至非整数倍的倍频或分频也能够办到。JTAG是用于PC和FPGA连接的电路，PC上的Quartus II下载烧录就是通过这个接口。核心板电路架构框图如图3.10所示。（特权同学，版权所有）

图3.10核心板电路架构框图

另外，有两颗存储器，SPI FLASH用于FPGA器件的上电配置数据存储，我们都知道FPGA是基于RAM结构的，下电后不能够保存数据，所以需要一颗非易失的FLASH用于存储FPGA的配置数据。当FPGA上电后，它本身没有可立即执行的应用数据，但是通过专有的SPI接口连接到SPI FLASH将数据搬运到RAM上后，FPGA就能够运行起来了。SDR SDRAM是用于做扩展使用的，它既可以作为NIOS II处理器的RAM运行程序，也可以作为后续LCD等需要实时大数据量存储的缓存应用。另外，上下两个32PIN的连接器，分别引出23个I/O引脚，各种扩展板卡就通过他们做文章了。（特权同学，版权所有）

如图3.11和图3.12所示，我们可以先来认识一下核心电路板的各个重要元器件。（特权同学，版权所有）

图3.11核心电路板正面视图

图3.12核心电路板背面视图