FPGA开发板硬件设计方案.doc

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1、协同集团北京研发中心文档基本信息文档级别总页数13文档名称FPGA开发板硬件设计方案编制人宋波所在部门硬件开发审核人曹占生编制日期2007-6-8FPGA开发板硬件设计方案引言在FPGA选型报告中，我们阐明了产品用途和设计目标，列出了具体的规格需求并最终选定了AlterastratixIIEP2S180F-1020作为FPGA器件，本文将详细说明FPGA整体设计方案。一、器件布局1、器件总体布局图POWERSUPPLY:16V大电流开关稳压器:5V、3.3V、1.8V、1.2VLDO:2.8VDC/DC:12VDC/DC:-5VUSB2.0USB2.0RS-2

2、32RJ45以太网高速A/D音频D/A音频D/A扩展口24PinRS-232高速A/D高密connectorFLASHCrystalSRAM高密connector高速A/DJTAG高速A/DMICTOR高密connectorSDCard高速D/ADDRSDRAM接口FPGAEP2S180高速D/ASDCard高速D/A程控逻辑芯片高速D/A键盘DDRSDRAM音频A/D扩展口24Pin扩展口24Pin高密connector音频A/DSharpLCD并口LCD4XPCI-Express接口串口LCDCMOS摄像头1、器件总体布局考虑因素Ø实用性：将各种应用接口布

3、置在板边方便使用，包括高速A/DD/A的SMA端子、音频A/DD/A的RCA端子、摄像头Connector、LCDConnector、键盘接口、RJ-45接口、RS-232接口、USB2.0OTG接口、CFCard(可选)、SDCard、Powersupply端子、扩展口；PCI-e和DDR存储器接口可放置于板内。Ø电磁兼容：将电源集中放置在右上角区域，做好接地和滤波设计；将高速A/D、D/A器件集中放置在左侧，尽量缩短信号线的走线距离并避免交叉线。Ø产品升级：将FPGA开发板分为了基板和核心板两个部分，上图红色框区域为基板，绿色框区域为核心板，板间用高速Co

4、nnector连接，向后开发只需重新设计核心板，可节省大量开发时间和费用。一、功能说明1、FPGAØ742I/OPinØ外接2*64MBDDRSDRAM，可选MICRON、INFINEON和SAMSUNG任一家产品，另外在基板上再扩展一接口以满足更大容量需求Ø外接128MBFLASHØ外接256KB*16SRAMØ155.52MHz/100MHz/33.3MHz/25MHz时钟源Ø数字程控逻辑芯片Ø外接12V风扇降温Ø主要器件：FPGAEP2S180128MbFLASHAM29LV128MH113REI256K*16SRAMIDT71VPH64MBDDRSDR

5、AMMT46LC16M16A2数字程控逻辑芯片EPM1270F256C32、电源电源为模拟和数字器件提供稳定可靠的直流电压，设计核心要素包括：ØDC16V/3.75A输入端子，Fuse保护Ø电源输入端使用共模抑制电感ØESD二极管保护、反向电压保护和滤波钽电解电容ØLED指示灯Ø选用高效率大电流容量的开关稳压管提供5V、3.3V、1.8V、1.2VØ选用大电流容量1.5A的LDO提供2.8VØDC/DC提供12V/0.5A风扇电源ØDC/DC提供-5V运放电源Ø使用专用电源电感支持大电流容量Ø电源PCBLayout注意点（参考下文说明），还要参考各芯片Data

6、sheet中关于Layout的说明事项Ø主要器件：开关稳压管LM2678LTC3728LTC17781.8VLDOLT196312VDC/DCLTC1872-5VDC/DCLTC3704电源电感TOKO919AS系列电解电容—180UF100UF10UF56UF等三极管和场效应管ESD二极管、保险管、Zenar二极管、肖特基二极管、LED直流风扇12V/0.2A1、高速A/D高速A/D用于数字通信接收机IF采样功能，将模拟信号转化为数字信号供给FPGA做处理，设计核心要素包括：Ø四路125Msps，12bit高速A/D，推荐使用AD9233BCPZ-12

7、5Ø输入电压：1.8V(模拟)，3.3V(数字)，其中1.8V耗电220mA，四路要880mA，要使用大电流容量稳压管供电，因为是高速芯片，每个供电管脚接0.1uF去耦电容ØRF/IF输入，经Transformer转换为两路信号，2Vp-p输入，Transformer后端RC网络要根据输入信号的频率而变换Freqencyrange(MHz)RC(pF)0~70331570~200335200~300155300~15NCØ125MHz有源晶振时钟，经Transformer转换为差分信号CLK+/CLK-，一个晶振可负载两个A/D芯片Ø利用肖特基二极管对输入的模

8、拟和时钟信号电平进行钳制ØI2C控制指