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FPGA 黑金开发平台用户手册 AX309

AX309 Datasheet 文档版本控制文档版本修改内容记录 REV1.0 创建文档 REV1.1 第 30 页，J2 扩展口表格，29 改为 R1，30 改为 R2 REV1.2 第 6 页，第 11 页，64Mbit 改为 16Mbit REV1.3 第 21 页, LED 电平部分描述修正黑金动力社区 2 / 31

AX309 Datasheet 版权申明：本手册版权归属芯驿电子公司(上海)有限公司所有, 并保留一切权力。非经本公司(书面形式)，同意，任何单位及个人不得擅自摘录或修改本手册部分或全部内容，违者我们将追究其法律责任。感谢您购买黑金开发板，在使用产品之前，请仔细地阅读该手册并且确保知道如何正确使用该产品，不合理的操作可能会损坏开发板，使用过程中随时参考该手册以确保正确使用。此手册不断更新中，建议您使用时下载最新版本。软件版本：本手册使用 Xilinx 官方提供的 ISE 14.7 版本，请从 Xilinx 网站下载正确的版本和使用我们提供的软件版本安装。黑金官网： Http://www.alinx.com.cn 黑金动力社区: http://www.heijin.org 黑金官方淘宝店： http://oshcn.taobao.com 联系方式： 021-67676997 黑金微信公众号： ALINX-HEIJIN 3 / 31 Http://www.heijin.org

AX309 Datasheet 目录一、简介........................................................................................................................................5 二、电源........................................................................................................................................7 三、 FPGA.....................................................................................................................................8 四、 50M 有源晶振..................................................................................................................10 五、 QSPIFlash........................................................................................................................11 六、 SDRAM..............................................................................................................................12 七、 EEPROM24LC04............................................................................................................15 八、实时时钟 DS1302...........................................................................................................16 九、 USB 转串口.......................................................................................................................17 十、 VGA 接口...........................................................................................................................18 十一、 SD 卡槽..........................................................................................................................20 十二、 LED..................................................................................................................................21 十三、按键.................................................................................................................................22 十四、摄像头接口....................................................................................................................24 十五、数码管.............................................................................................................................25 十六、蜂鸣器.............................................................................................................................27 十七、扩展口.............................................................................................................................28 黑金动力社区 4 / 31

AX309 Datasheet FPGA 黑金开发平台又迎来了一位小兄弟 AX309，这款开发板是隶属入门级产品，主要针对 FPGA 初学者。AX309 使用的是 XILINX 公司的 SPARTAN6 系列芯片，型号为 XC6SLX9-2FTG256C，是 256 脚的 FBGA 封装。整个开发板的配置实用，有两路黑金标准的 AX 扩展口，一共有 34*2=68 个 IO，另外也引出了 5V 电源，3.3V 电源，还有多路 GND，对于喜欢 DIY 的玩家来说，是个非常不错的选择。另外，黑金众多的配套模块也可以直接连接到这款 FPGA 开发板的扩展口上，比如 ADDA 模块，4.3 寸液晶屏，音频模块，摄像头等等，为玩家学习提供了更多的选择。下面我们就对 AX309 做一个详细的介绍。一、简介在这里，对这款 FPGA 开发平台进行简单的功能介绍。此款开发板使用的是 Xilinx 公司的 Spartan6 系列 FPGA，型号为 XC6SLX9，256 个引脚的 FBGA 封装。此款 FPGA 的资源如下图所示： 5 / 31 Http://www.heijin.org

AX309 Datasheet 其中，主要的参数，参数逻辑单元 LogicCells 乘法器 DSP48 可配置逻辑块 CLBs BlockRAM 时钟单元 CMTs 可用 IO 数量内核电压工作温度图为整个系统的结构示意图 1.1 所示：数值 9152 16 90Kb 576Kb 2 200 1.15V-1.25V(推荐 1.2V); 0-85℃ USB供电接口及串口电源开关 JTAG口摄像头接口 VGA接口 CP2102 2路电源转换芯片电池座实时时钟蜂鸣器 EEPROM 24LC04 6位数码管 FPGA XC6SLX9 256Mbit SDRAM 50M 晶振 16Mbit FLASH 4个用户LED灯配置键 . D N G 路 3 ， V 3 3 路 2 ， V 5 路 1 ，口 O 个 4 3 （口展扩针 0 4 I . D N G 路 3 ， V 3 3 路 2 ， V 5 路 1 ，口 O 个 4 3 （口展扩针 0 4 I 按键1 按键2 按键3 按键4 复位键图 1.1 开发板系统结构图 Micro SD卡座通过这个示意图，我们可以看到，我们这个开发平台所能实现的功能。  USB 接口供电，同时实现 USB 转串口功能；  一片大容量的 256MbitSDRAM,可作为数据的缓存;  一片 16Mbit 的 SPIFLASH, 可用作 FPGA 配置文件和用户数据的存储;  一个摄像头接口，可以接 500 万的 OV5640 摄像头；  一路 VGA 接口，VGA 接口为 16bit，可以显示 65536 种颜色，可以显示彩色图片等信息。黑金动力社区 6 / 31

AX309 Datasheet  一片的 RTC 实时时钟，配有电池座，电池的型号为 CR1220。  一片 IIC 接口的 EEPROM24LC04;  4 个红色 LED，可实现流水灯功能;  4 个独立用户按键；  板载 50M 的有源晶振，给开发板提供稳定的时钟源；  2 路 40 针的黑金标准 AX 扩展口（2.54mm 间距），其中 34 个 IO 口，1 路 5V 电源， 2 路 3.3V 电源，3 路 GND。可同时接两个扩展模块，例如 4.3 寸 TFT 模块和 AD/DA 模块等扩展模块。  预留了 JTAG 口，可对 FPGA 进行调试和程序固化。  1 路 MicroSD 卡座，支持 SPI 模式。  1 个 6 位数码管，可以 6 位数字的动态显示。二、电源 AX309 开发板通过 USB 供电，用 MINI USB 线将开发板跟电脑的 USB 连接，按键电源开关，既可以给开发板供电。开发板上的电源设计示意图如下: 图 2.1 原理图中电源接口部分开发板用 USB 供电, 通过两路 LDO 电源芯片产生+3.3V，+1.2V 两路电源，满足 FPGA 的 BANK 电压和内核电压。我们在设计 PCB 的时候，采用 4 层 PCB，预留了独立 GND 层，使得整个开发板具有完整的地平面，保证了开发板具有非常好的稳定性。在 PCB 板上我们预留了各个电源的测试点，以便用户确认板上的电压。 7 / 31 Http://www.heijin.org

AX309 Datasheet 图 2.２实物图中的电源测试点三、 FPGA 前面已经介绍过了，我们所使用的 FPGA 型号为 XC6SLX9-2FTG256C，属于 Xilinx 公司 Spartan-6 的产品。此型号为 BGA 封装，256 个引脚。再次说明一下 FPGA 引脚的定义。很多人使用 FPGA 都是非 BGA 封装的，比如 144 引脚，208 引脚的 FPGA 芯片，他们的引脚定义是由数字组成，比如 1 到 144，1 到 208 等等，而当我们使用 BGA 封装的芯片以后，引脚名称变为由字母+数字的形式，比如 E3，G3 等等，因此我们在看原理图的时候，看到的字母 +数字这种形式的，就是代表了 FPGA 的引脚。说完这个，我们来看与 FPGA 有关系的各个部分的功能。图 3.1 为开发板所用的 FPGA 芯片实物图。图 3.1FPGA 芯片实物 1) JTAG 接口首先我们来说 FPGA 的配置和调试接口：JTAG 接口。JTAG 接口的作用是将编译好的程黑金动力社区 8 / 31

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