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紫光同創FPGA憑借其高性能、低功耗和良好的可編程性等優勢，在通信、工業控制、汽車電子等領域得到了廣泛的應用。本書以紫光同創Logos2系列FPGA為例，從多個維度介紹紫光同創FPGA的開發技術，主要內容包括FPGA產品及廠商介紹、紫光同創FPGA產品介紹、Logos2系列FPGA的單板硬件設計方法、Logos2系列FPGA的可編程邏輯陣列、Logos2系列FPGA的配置模塊、PDS軟件應用說明、Logos2系列FPGA的接口應用方法、典型應用及實戰案例。
目錄大綱
目 錄
第1章 FPGA產品及廠商介紹 1
1.1 FPGA產品介紹 1
1.2 FPGA市場及應用 2
1.3 FPGA主要廠商介紹 4
第2章 紫光同創FPGA產品介紹 7
2.1 紫光同創FPGA產品系列 7
2.2 紫光同創FPGA應用開發流程（Quick Start） 10
2.2.1 新建工程 10
2.2.2 添加設計文件 15
2.2.3 編譯 15
2.2.4 工程約束 16
2.2.5 綜合 17
2.2.6 設備映射 17
2.2.7 佈局布線 17
2.2.8 生成位流文件 17
2.2.9 下載位流文件並將其固化到外部Flash 18
第3章 Logos2系列FPGA的單板硬件設計方法 21
3.1 電源設計說明 21
3.1.1 器件推薦工作電壓 21
3.1.2 上、下電順序要求 21
3.1.3 電容參數要求 22
3.1.4 電源設計的其他要求 23
3.2 時鐘設計說明 23
3.2.1 時鐘引腳說明 23
3.2.2 時鐘設計的其他要求 24
3.3 配置設計說明 24
3.4 HSSTLP設計說明 24
3.4.1 HSSTLP的引腳說明 24
3.4.2 HSSTLP的硬核推薦工作電壓 25
3.4.3 HSSTLP電源濾波電容要求 25
3.4.4 HSSTLP設計的其他要求 26
3.5 LVDS設計說明 26
3.6 DDR3設計說明 26
3.6.1 原理圖設計說明 26
3.6.2 PCB設計說明 27
3.7 其他特別引腳說明 28
3.8 MES2L676-100HP開發板說明 28
3.8.1 MES2L676-100HP開發板簡介 28
3.8.2 MES2L676-100HP開發板的硬件設計說明 29
第4章 Logos2系列FPGA的可編程邏輯陣列 33
4.1 Logos2系列FPGA的可配置邏輯模塊 33
4.1.1 CLM結構及硬件特性介紹 33
4.1.2 CLM的工作模式及調用方法 35
4.1.3 CLM的常見問題解答 36
4.2 Logos2系列FPGA的專用RAM模塊（DRM） 37
4.2.1 DRM結構及硬件特性介紹 37
4.2.2 DRM的工作模式及調用方法 38
4.2.3 DRM常見問題解答 41
4.3 Logos2系列FPGA的算術處理單元（APM） 42
4.3.1 APM結構及硬件特性介紹 42
4.3.2 APM的工作模式介紹 44
4.3.3 APM常見問題解答 48
4.4 Logos2系列FPGA的時鐘資源 48
4.4.1 時鐘資源介紹 48
4.4.2 時鐘資源調用方法 53
4.4.3 時鐘資源使用實戰與常見問題 55
4.5 Logos2系列FPGA的輸入輸出 56
4.5.1 輸入輸出（IOB）的結構及硬件特性 56
4.5.2 基於IOB的ISREDES和OSREDES 60
4.5.3 IOB的常見問題 61
4.6 Logos2系列FPGA的模數轉換模塊 61
4.6.1 模數轉換模塊的結構及硬件特性介紹 62
4.6.2 模數轉換模塊的調用方法與實戰 63
4.6.3 模數轉換模塊的常見問題 65
4.7 Logos2系列FPGA的可編程邏輯陣列實驗 65
4.7.1 實現基於CLM的分佈式RAM 65
4.7.2 實現基於DRAM的單埠RAM 66
4.7.3 基於APM的DSP_mult模塊實現乘法運算 66
4.7.4 基於APM的DSP_mult_as_cas模塊實現乘累加運算 67
4.7.5 基於PLL動態調整HDMI_PLL 68
4.7.6 基於ADC硬核讀取內部電壓及溫度 68
第5章 Logos2系列FPGA的配置模塊 69
5.1 配置模式詳解 69
5.1.1 概述 69
5.1.2 配置模式描述 70
5.2 PCIe快速加載 81
5.2.1 概述 81
5.2.2 功能描述 81
5.2.3 第一區域位流加載時間說明 81
5.3 遠程升級 82
5.3.1 概述 82
5.3.2 遠程升級方案 82
5.4 設計保護 85
5.4.1 位流加密 85
5.4.2 回讀保護 86
5.4.3 位流認證 86
5.4.4 DPA保護 87
5.4.5 用戶標識符 88
5.4.6 JTAG接口安全管理 88
5.4.7 eFUSE 88
5.5 MES2L676-100HP開發板配置案例 89
5.5.1 基於MES2L676-100HP開發板的遠程升級案例 89
5.6.2 基於MES2L676-100HP開發板的設計保護案例 95
第6章 PDS軟件應用說明 101
6.1 PDS軟件使用說明 101
6.1.1 PDS軟件的工程開發流程 101
6.1.2 PDS軟件的插件工具 102
6.2 軟件約束 103
6.2.1 時序約束 103
6.2.2 IO引腳約束 104
6.2.3 物理約束 104
6.2.4 屬性設置 104
6.3 工程設置 105
6.3.1 編譯設置 106
6.3.2 綜合設置 106
6.3.3 設備映射設置 107
6.3.4 佈局布線設置 109
6.3.5 時序報告設置 114
6.4 工程報告分析 115
6.4.1 綜合報告分析 115
6.4.2 設備映射報告分析 116
6.4.3 佈局布線報告分析 117
6.5 工程策略實踐 118
6.5.1 綜合優化處理策略 118
6.5.2 時鐘規劃問題的處理策略 120
6.5.3 佈局問題的處理策略 121
6.5.4 布線問題的處理策略 123
6.5.5 設計建議 125
6.6 PDS軟件的位流生成和配置說明 129
6.6.1 PDS軟件的位流生成 129
6.6.2 PDS軟件配置說明 130
6.7 PDS軟件的在線調試工具 132
6.7.1 Inserter和Debugger工具說明 132
6.7.2 在線調試指南 133
6.8 PDS的時序約束實例 134
6.8.1 時序約束的種類 134
6.8.2 時序例外約束 135
第7章 Logos2系列FPGA的接口應用方法 139
7.1 LVDS應用方法 139
7.1.1 LVDS IP應用 139
7.1.2 LVDS應用案例 140
7.2 DDR3應用方法 144
7.2.1 DDR3 IP應用 144
7.2.2 DDR3應用案例 146
7.3 HSST應用方法 151
7.3.1 HSST IP應用 151
7.3.2 HSST IP的應用案例 157
7.4 以太網應用方法 164
7.4.1 SGMII over LVDS IP的應用 164
7.4.2 SGMII 1GbE IP的應用 166
7.4.3 QSGMII IP的應用 167
7.4.4 XAUI IP的應用 168
7.4.5 TSMAC IP的應用 169
7.4.6 TSMAC IP的應用案例 170
7.5 PCIe應用方法 173
7.5.1 PCIe IP應用 173
7.5.2 PCIe IP的應用案例 177
第8章 典型應用及實戰案例 181
8.1 Logos2系列FPGA典型應用 181
8.1.1 硬件控制管理應用 181
8.1.2 視頻圖像處理應用 183
8.1.3 無線微波應用 184
8.1.4 有線光網絡家庭網關的應用 186
8.2 實戰案例 187
8.2.1 PCIE掛機斷鏈分析 187
8.2.2 CPLD調試總結 194
附錄A 名詞術語解釋 202
