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版本 日期 作者 修改内容
V0.1 20200103 XiaomaGee 初次建立

iCore3异构双核心板


0、基础资料下载

序 号 名 称 下载链接
1原理图: iCore3原理图.pdf
2扩展引脚分布:iCore3扩展引脚分布v1.1.pdf
3机械尺寸: iCore3机械尺寸图.pdf
4用户手册: iCore3硬件手册v1.0.pdf
5 出厂测试说明 iCore3_demov1.0说明.pdf
6测试demoiCore3_demo.zip
7PCB库:购买后提供
8PCB图:购买后提供
9原理图符号:购买后提供
10iCore3封装库及使用说明V1.0:购买后提供
11iCore3二次开发硬件手册:购买后提供
12iCore3_ADM资料包: 购买后提供
13ARM实验例程: 购买后提供
14FPGA实验例程:购买后提供

ARM实验例程(标准外设库)

例程一 读取ARM按键状态(标准外设库)
例程三 EXTI中断输入实验——读取ARM按键状态(标准外设库)
例程四 USART通信实验——通过命令控制LED(标准外设库)
例程五 SYSTICK定时器实验——定时点亮LED(标准外设库)
例程六 IWDG看门狗实验——复位ARM(标准外设库)
例程七 WWDG看门狗实验——复位ARM(标准外设库)
例程八 定时器PWM实验——呼吸灯(标准外设库)
例程九 ADC实验——电源监控(标准外设库)
例程十 RTC实时时钟实验—显示日期和时间(标准外设库)
例程十一 DMA实验——存储器到存储器的传输(标准外设库)
例程十二 通用定时器实验——定时点亮LED(标准外设库)
例程十三 SDIO实验——读取SD卡信息(标准外设库)
例程十四 FATFS实验——文件操作(标准外设库)
例程十五 USB_CDC实验——高速数据传输(标准外设库)
例程十六 USB_HID实验——双向数据传输(标准外设库)
例程十七 USB_MSC实验——读/写U盘(大容量存储器)(标准外设库)
例程十八 USB_VCP实验——虚拟串口灯(标准外设库)
例程十九 SBD_MSC实验——虚拟U盘(标准外设库)
例程二十 LAN_TCPC实验——以太网数据传输(标准外设库)
例程二十一 LAN_TCPS实验——以太网数据传输(标准外设库)
例程二十二 LAN_UDP实验——以太网数据传输(标准外设库)
例程二十三 LAN_HTTP实验——网页服务器(标准外设库)
例程二十四 LAN_DHCP实验——动态分配IP地址(标准外设库)
例程二十五 LAN_DNS实验——域名解析(标准外设库)
例程二十六 MODBUS TCP实验——电源监控(标准外设库)
例程二十七 DMA LAN实验——高速数据传输测速(标准外设库)
例程二十八 FSMC实验——读写FPGA(标准外设库)
例程二十九 SD_IAP_FPGA实验——更新升级FPGA(标准外设库)
例程三十 U_DISK_IAP_FPGA实验——更新升级FPGA(标准外设库)
例程三十一 AHTTP_IAP_FPGA实验——更新升级FPGA ARM驱动三色LED灯(标准外设库)
例程三十二 UART_IAP_ARM实验——更新升级STM32(标准外设库)
例程三十三 SD_IAP_ARM实验——更新升级STM32(标准外设库)
例程三十四 U_DISK_IAP_ARM实验——更新升级STM32(标准外设库)
例程三十五 HTTP_IAP_ARM实验——更新升级 STM32(标准外设库)
例程三十六 DAC实验——输出直流电压(标准外设库)

ARM实验例程(基于HAL库)

例程一 认识STM32——环境搭建与调试下载(HAL库)
例程二 GPIO输出实验——ARM驱动三色LED(HAL库)
例程三 GPIO输入实验——读取ARM按键状态(HAL库)
例程四 EXTI外部中断输入实验——读取ARM按键状态(HAL库)
例程五 UART通信实验——通过命令控制LED(HAL库)
例程六 SYSTICK定时器实验——定时点亮LED(HAL库)
例程七 IWDG看门狗实验——复位ARM(HAL库)
例程八 WWDG看门狗实验——复位ARM(HAL库)
例程九 定时器PWM实验——呼吸灯(HAL库)
例程十 ADC实验——电源监控(HAL库)
例程十一 DAC实验——输出直流电压(HAL库)
例程十二 DAC实验——DDS输出正弦波(HAL库)
例程十三 RTC实时时钟实验——显示日期和时间(HAL库)
例程十四 DMA实验——储存器到存储器的传输(HAL库)
例程十五 通用定时器实验——定时点亮LED(HAL库)
例程十六 SDIO实验——读取SD卡信息(HAL库)
例程十七 FATFS实验——文件操作(HAL库)
例程十八 USB_CDC实验——高速数据传输(HAL库)
例程十九 USB_HID实验——双向数据传输(HAL库)
例程二十 USB_MSC实验——读/写U盘(大容量存储器)(HAL库)
例程二十一 USB_VCP实验——虚拟串口(HAL库)
例程二十二 USBD_MSC实验——虚拟U盘(HAL库)
例程二十三 LAN_TCPC实验——以太网数据传输(HAL库)
例程二十四 LAN_TCPS实验——以太网数据传输(HAL库)
例程二十五 LAN_UDP实验——以太网数据传输(HAL库)
例程二十六 LAN_HTTP实验——网页服务器(HAL库)
例程二十七 LAN_DHCP实验——动态分配IP地址(HAL库)
例程二十八 LAN_DNS实验——域名解析(HAL库)
例程二十九 MODBUS TCP实验——电源监控(HAL库)
例程三十DAM_LAN实验——高速数据传输(HAL库)
例程三十一FSMC实验——读写FPGA(HAL库)
例程三十二DMA实验——读写FPGA(HAL库)
例程三十三SD_IAP_FPGA实验——更新升级FPGA(HAL库)
例程三十四U_DISK_IAP_FPGA实验——更新升级FPGA(HAL库)
例程三十五HTTP_IAP_FPGA实验——更新升级FPGA(HAL库)
例程三十六UART_IAP_ARM实验——更新升级STM32(HAL库)
例程三十七SD_IAP_ARM实验——更新升级STM32(HAL库)
例程三十八U_DISK_IAP_ARM实验——更新升级STM32(HAL库)
例程三十九HTTP_IAP_ARM实验——更新升级STM32(HAL库)
例程四十STM32产生随机数据实验(HAL库)
例程四十一DSP_MATH实验(HAL库)

MicroPython ARM 例程

FPGA实验例程

例程一 认识FPGA——环境搭建与调试下载
例程二 GPIO输出实验——点亮三色LED
例程三 GPIO输入实验——识别按键输入
例程四 Tcl脚本实验——配置引脚
例程五 Signal Tapll实验——逻辑分析仪
例程六 计数器实验——计数器使用
例程七 基础逻辑门实验——逻辑门使用
例程八 触发器实验——触发器的使用
例程九 状态机实验——状态机使用
例程十 锁相环实验——锁相环使用
例程十一 乘法器实验——乘法器使用
例程十二 Modelsim仿真实验
例程十三 FSMC总线通信实验——复用地址模式
例程十四 FSMC总线通信实验——独立地址模式
例程十五 基于USART的ARM与FPGA通信实验
例程十六 基于SPI总线的ARM与FPGA通信实验
例程十七 基于I2C总线的ARM与FPGA通信实验
例程十八 基于单口RAM的ARM+FPGA数据存取实验
例程十九 基于双口RAM的ARM+FPGA数据存取实验
例程二十 基于FIFO的ARM+FPGA数据存取实验
例程二十一 Niosii——基于内部RAM建立第一个软核
例程二十二 Niosii——固化程序到 EPCS 里
例程二十三 使用JTAG UART终端打印信息
例程二十四 Niosii——SDRAM读写实验
例程二十五 NIOS II之UART串口通信实验
例程二十六 SDRAM读写测试实验
例程二十七 基于SDRAM的TFT驱动器的设计
例程二十八 基于SDRAM 的VGA 驱动器的设计
例程二十九 VGA驱动器的设计
例程三十 TFT_LCD彩条显示实验
例程三十一 TFT_LCD触摸屏实验
例程三十二 千兆以太网实验
例程三十三 基于ARM+FPGA的高速AD采集传输实验(AD9226)

1 介绍

  • iCore3双核心工控板是银杏公司推出的第三代iCore系列双核心板;由于其独特的ARM+FPGA的“万金油”式双核心结构,使得其能用于诸多测试测量及控制领域。“ARM”核心采用Coretex-M4内核的STM32F407IGT6,负责功能实现、事件处理及接口等 功能。“FPGA”核心采用AlteraCyclone系列第四代产品EP4CE10F17C8N,作为“逻辑器件”角 色(亦可以说成“并行”执行角色),负责并行处理、实时性处理及逻辑管理等功能。两个核心数据交换的便利性及实时性,使得两个核心“拧成一股绳”,以应对越来越高的测试测量 及自动控制类产品功能、性能的需求。

2 资源特性

2.1 电源特性:

  • 1、采用USB_OTG、USB_UART 和EXT_IN三种供电方式;
  • 2、数字电源输出为3.3V,采用高效率的BUCK电路,为ARM/FPGA/SDRAM 等供电;
  • 2、FPGA PLL内部含有大量模拟电路,为了保证PLL的性能,我们采用LDO为PLL提供模拟电源;
  • 3、STM32F407IGT6提供独立的模拟电压基准,为片上ADC/DAC提供基准电压;
  • 4、提供电源监控和基准;

2.2 ARM 特性:

  • 1、采用主频168M的高性能STM32F407IG;
  • 2、多达68个高性能I/O扩展;
  • 3、与I/O复用,包括ARM内置的SPI/I2C/UART/TIMER/ADC/DAC等功能;
  • 4、包括100M以太网、高速USB-OTG接口及用于调试的USB转UART功能;
  • 5、包括TF卡接口,USB-OTG接口(可接U盘);
  • 6、5P简化后的SWD调试接口,可以选配转接器以适应通用的20p接口;
  • 7、采用16位并行总线通信;

2.3 FPGA 特性:

  • 1、采用Altera公司第四代Cyclone系列FPGA EP4CE10F17C8N;
  • 2、多达105个高性能I/O扩展;
  • 3、FPGA外扩SDRAM,容量为8M字节;
  • 4、配置模式:支持JTAG、AS、PS模式;
  • 5、支持通过ARM配置加载FPGA;AS PS功能需通过跳线冒选择;
  • 6、采用16位并行总线通信;

2.4 其他特性:

  • 1、USB有三种工作模式:DEVICE模式、HOST模式和OTG模式;
  • 2、以太网接口类型为100M全双工;
  • 3、可跳线选择供电模式,USB接口直接供电,或通过排针供电(5V电源);
  • 4、两个独立按键分别由ARM和FPGA控制;
  • 5、两颗三色LED用作指示;分别接于ARM和FPGA上;
  • 6、含25M和24M两个独立的有源晶振时钟,和一个32.768K的无源晶振;

其他特性、资料待加入…

3 仿真器与开发板连接

1.选择iTool3下载器 第三代八合一调试工具箱 仿真器 支持iCore3开发板

2.准备好一根5p异面红白排线,一根10p的灰排线,iCore3开发板,和iTool3下载器

3.连接图如图所示

ARM程序下载口(ARM_SWD)与iTool3的ARM下载口用5p的异面红白排线相连

FPGA程序下载口(FPGA_JTAG)与iTool3的FPGA下载口用10p的灰白排线相连

如图,默认跳线帽选择中间,此时选择USB_UART端通过Microusb线与电脑端相连

keil5中ARM程序下载如图

FPGA程序下载如图

4 出厂测试程序

4.1概要

本资料包包含5个文件夹:

  • 1、“arm”里是 icore3上 arm的程序包,开发环境为 KEIL 5.17;
  • 2、“fpga”里是 icore3 上 fpga的程序包,开发环境为 QuartusII 15.0(好像低版本的也可以打开);
  • 3、“相关软件”里包含 putty 终端软件和 UDP 调试软件;
  • 4、“屏幕截图”为工作时的截图;
  • 5、“驱动”为板载 usb 转 uart的驱动程序,本实验之前需要安装到计算机。

4.2 准备工作

为了运行测试程序,需要做一些准备工作。

  • 1、通过网线把iCore3与电脑连接,用于测试以太网功能;电脑ip设置为192.168.0.1网段;
  • 2、把FPGA配置跳线置于PS模式;
  • 3、电源供电跳线选择为USB UART模式;
  • 4、通过micro usb转U盘线缆,连接一个U盘到icore3上,u盘必须为fat32文件系统;也可以把fpga工程下的sdram.rbf文件拷贝到u盘里,这样就可以通过u盘配置fpga了;
  • 5、连接一个TF卡到iCore3卡座上,TF卡必须为fat32或者fat文件系统,也可以把fpga工程下的sdram.rbf文件拷贝到TF卡,这样就可以通过TF 配置fpga了;
  • 6、通过micro usb线缆把USB UART端口与计算机USB接口相连,并安装好“驱动”目录里的驱动文件;使得板载的USB转UART可以正常工作。

4.3 测试过程

开始测试:

  • 通过 micro usb线把iCore3的usb uart接口与计算机连接好后,计算机会识别到一个串口号。通过putty.exe 软件把此串口打开(端口号需要在“设备管理器”里查看),波特率配置为 115200,然后键入 test 并按回车进行测试。测试图片如图所示。

网络接口测试:

  • 网络接口需要安装软件自带的UDP 测试工具,安装好后“新建连接”,选择UDP协议,并把目标IP 设置成 192.168.0.10, 目标端口设置成30000;即可通过此软件发送数据到iCore3,iCore3 接收到数据后会原封不动发向计算机。测试图片如图所示。

4.4测试内容解析

  • 1、电源:紫色字体显示为[POWER ]为电源测试,可得到iCore3的5V供电、核心板电流、板载3.3V/1.2V/2.5V 的电压,测试成功后会显示[OK];
  • 2、RTC实时时钟:会读出RTC时间和日期,若时间在走则说明功能正确,这里要注意的是时间还不准的(因为没有设定);
  • 3、TF卡测试:此测试分为两部分,第一步首先探测TF卡信息并显示,第二步为读写实验,程序会在TF卡上建立一个10k大小的文件,写入并读取校验,测试结果也会显示出来;
  • 4、U 盘测试:与TF卡测试类似,若U盘测试成功,则程序会在U盘上建立一个10k大小的文件,写入并读取校验,然后显示测试结果;
  • 5、FPGA PS配置:程序会尝试通过TF卡或者U盘里读取sdram.rbf文件,并配置FPGA,若TF卡或者U盘里有此程序,则会配置成功;sdram.rbf 是通过quartusii软件转换过来的,此文件在fpga文件夹内;
  • 6、总线读写测试:此功能通过stm32 fsmc读写fpga内ram数据,完成7个ram块的读写测试,每个ram块为512字节;
  • 7、按键测试:在»提示符下,按下按键会显示按键按下信息;
  • 8、LED测试:ARM和FPGA LED均会三色循环显示;
  • 9、SDRAM读写测试:此测试由fpga程序完成,测试成功后fpga的LED会三色循环显示。测试失败后LED会显示“白色”;

4.5FPGA程序下载

4.5.1 JTAG模式

  • Core3工控板的JTAG接口与FPGA相连,即可用于芯片内部测试,还可对芯片进行在线编程。其电路连接图如图20所示,JTAG接口通过防静电芯片SRV05-4与FPGA相连,其中芯片SRV05-4是低电容、低漏电流的瞬态抑制二极管(TVS)阵列,SOT-26封装,5V的工作电压,可以保护JTAG接口与FPGA相连的四根高速数据线,这四根线分别为:
    • TCK——测试时钟输入;
    • TDI——测试数据输入,数据通过TDI输入JTAG口;
    • TDO——测试数据输出,数据通过TDO从JTAG口输出;
    • TMS——测试模式选择,TMS用来设置JTAG口处于某种特定的测试模式;

4.5.2 AS模式

  • iCore3异构双核心工控板上的FPGA有两种配置模式,分别为主动配置模式(AS)和被动配置 模式(PS)。所谓AS配置模式,即FPGA器件每次上电时作为控制器,由FPGA器件引导配置操作过程,它控制着外部存储器和初始化过程,从配置器件EPCS16主动发出读取数据信号,从而把EPCS16的数据读入FPGA中,实现对FPGA的编程。配置数据通过DATA0引脚送入FPGA,配置 数据被同步在DCLK输入上,1个时钟周期传送1位数据。

FPGA 配置模式示意图

4.5.3 PS模式 (default)

  • 所谓PS配置模式,则由ARM控制器控制配置过程。ARM作为控制器件,通过普通IO实现PS配置时序,实现对FPGA的编程。该模式可以实现对FPGA在线可编程,而且编程后FPGA立即工作,无需电源复位。

FPGA 配置模式示意图

5 接口电路

5.1 USB_OTG接口

  • iCore3的USB有三种工作模式:DEVICE模式、HOST模式和OTG模式。当USB作为OTG 模式使用时其结构如图所示,USB3300为物理协议层,通过8个数据双向引脚,三个控制引脚STP、DIR和NXT,和一个时钟引脚CLKOUT,与STM32芯片中的USBMAC层相连,从而实现了STM32与USB座的连接。STM32的USB_OTG接口有两种工作模式:①当用作从机模式时,MOS关断;②当用作主机模式时(如U盘读取),MOS开关打开,通过USB座对外供电。

5.2 以太网接口

  • iCore3双核心工控板的网络模块采用W5500芯片作为以太网控制器,其通过SPI总线与STM32 的SPI口相连,STM32通过引脚LAN_CS对W5500进行片选,W5500则通过引脚LAN_INT进行 中断输出,另外通过信号收发线与隔离型网络接口连接,其连接示意图如图所示。为了减少系统能耗,W5500还提供了网络唤醒模式(WOL)及掉电模式供客户选择。

5.3 三色LED指示灯

  • iCore3异构双核心工控板的两个LED灯共有红、绿、蓝三种颜色,分别由ARM和FPGA控制。三色LED电路连接图如图所示。在编程调试过程中可用指示灯显示其状态,三色合一的设计,减少了LED灯占用空间,也使状态指示更加清晰明了。

5.4 独立按键

  • iCore3异构双核心工控板的两个独立按键分别由ARM和FPGA控制,按键电路连接图如图所示。ARM_KEY或FPGA_KEY低电平时表示按键按下。

5.5 RTC实时时钟

  • iCore3异构双核心工控板采用32.768K无源晶体为系统提供RTC实时时钟,其电路连接图如图所示。32.768KHz外部无源晶体连接OSC32_IN和OSC32_OUT两引脚之间,为获得稳定的频率必须外加两个电容构成外部振荡电路。

5.6 SDRAM存储器

  • iCore3异构双核心工控板载有一片SDRAM,其型号为HY57V641620HT,主要用作数据缓存,也可以用于内建NIOSII软核,将SDRAM作为它的主存储器。SDRAM与FPGA的连接示意图如图所示。

6 开发环境安装

进入开发软件下载

  • ARM和FPGA开发环境,推荐安装与例程版本相同的环境。否则会造成兼容性问题,导致例程无法正常使用。解压后FPGA 工程、ARM工程一定要保证没有中文路径。

7 外围模块

7.1 VGA显示模块

原理图: vga.pdf

外形结构(实物图):

连接方式:

特性:

  • 1.此模块只支持与iCore3相连接;
  • 2.提供分辨率800×600/1024×68两个分辨率的源码;
  • 3.提供emwin5工程及实例支持;
  • 4.模块使用iCore3提供电源,无需单独供电;

7.2 4.3寸液晶模块

原理图: i3_tft43.pdf

连接图

特性

  • 1.此模块只支持与iCore3相连接;
  • 2.480×272的分辨率,带电阻触摸,提供驱动源代码;
  • 3.提供emwin5工程及实例支持;
  • 4.模块使用iCore3提供电源,无需单独供电;

7.3 7.0寸液晶模块

原理图: i3_tft70.pdf

连接图:

特性:

  • 1.此模块只支持和iCore3连接;
  • 2.800×480的分辨率,带电阻触摸,提供驱动源代码;
  • 3.提供emWin5工程及实例支持;
  • 4.模块使用iCore3提供电源,无需单独供电;

7.4 GEM千兆以太网模块

icore3.txt · 最后更改: 2020/07/31 09:23 由 zgf