设计开发
基于CYCLONE II系列
可编程逻辑器件的FPGA最小系统设计
刘1刘思艳2陈丽薇3
（1.重庆通信学院特种电源实验室重庆400035；
2.78096部队云南昆明650034；3.重庆育才工程咨询监理有限公司重庆400035）
共中书与质用
摘要：本文从硬件和软件方面分别对基于ALTERA公司的CYCLONEII系列FPGA-EP2C5Q208C8的表入式最小系统设计方法进行了论速。该系统具有CPU总线接口、RS-232审口、模数I2C总线等接口，重点介绍了CPU总线接口的软件实见。该系统可以方便的与外部处理器或系统外设实现通信与互联，以组成目前应用非常广泛的核丧入式控制系统。
关键调：嵌入式系统最小系统EP2C5Q208C8RS-23212C
中图分类号：TN791
文献标识码:A
EP2C5Q208C8是CYCLONEII系列中的重要一员，共有4，608 个LEs，片上RAM共计119,808bits，13个18×18硬件乘法器，2个高性能PLL以及多达142个用户自定义IO，资源非常丰富，足够满足大型设计的需要。目前市场上可以看到多种复杂的基于CYCLONEII 系列FPGA的控制平台进行设计，这些产品往往由于功能复杂，价格居高不下，对于一些具体的应用，这些功能往往存在较多的多余模块，对于善通用户来说这类产品往往难以接近I3)
本文提出一种基于ALTERA公司CYCLONEIⅡI系列FPGA--EP2C5Q208C8的嵌人式最小系统的设计方案，经过对完成设计的控制器进行测试，采用此方案设计的FPGA最小系统运行稳定，具有
结构简单，可靠性高，同时易于对系统进行扩展的特性 1嵌入式系统硬件设计
FPGA模块由电源部分，晶振部分，JTAG/CONFIG配置接口、 CPU总线接口、RS-232串口、I2C总线接口等部分组成，FPGA芯片的剩余I/O端口通过单排线的方式引出，方便进行外部电路扩展。 FPGA最小系统框图如图1所示。
晶振与复位
USB接口
RS-232接口 Power DC5V
供电系统
VAS+JTAG按口
FPGA
通用1/0口12C接口图1FPGA最小系统框图
LM1085-1.5 LM1085-3.3
图2系统供电原理图
收稿日期：2015-0601
总线接口
DC1.5V DC3.3V
文章编号：1007-9416(2015)06-0164-02 1.1系统供电
CYCLONEIⅡI系列FPGA的供电可以分为内核电压供电和I/ O电压供电，其中内核电压供电部分需要1.5V的电压，而L/O电压供电则可接受3.3V.2.5V.1.8V,1.5V的L/O电压。本系统采用两路 DC模块LM1085提供DC3.3V和DC1.5V电压分别对FPGA的L/O口和内核部分进行供电。系统供电原理图如图2所示。
1.2系统配置
系统中从成本和后期更改设计的灵活性上考虑，采用AS+
TAG配置模式。主动串行配置(AS)采用新的低成本非易失性配置芯片EPCS1.该配置芯片具有四个引脚的配置接口，主动串行配置模式下配置芯片的四个配置引脚为：串行时钟输人(DCLK)、串行数据输出(DATA)、主动数据输入(ASDI)和低有效芯片选择，分别与 CYCLONEII系列芯片上的DCLK,DATAO,ASDO,nCSO相连接。采用主动串行配置模式时，MSELO,MSEL1均接低电平，FPGA的芯片使能信号nCE也必须接低电平。
nWR! nRDi ncs DB AB
复位空闲模式
读写控制
INTERNAL BUS
FPGA
内部功能模块
图3外部CPU总线接口
数据写入
（数据载入模式图4发送状态转换图
作者简介：刘鹏(1983一),男，河南开对人,硕士，讲师，研究方向：嵌入式控制系统,信号采集与处理。 164
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