入门FPGA的新选择——黑金Pangomicro PGL12G FPGA开发板评测（硬件篇）

上一次我们了解了由创龙科技带来的赛灵思的ZYNQ，本次期Jaya带来一块适合小白入门FPGA的开发板，由黑金携手紫光同创合作带来的Logos系列的FPGA开发平台——PGL12G。

以往来说，只要一提到FPGA芯片，大家的脑海种可能就出现那几家，Xilinx， Altera还有一家大家听的少一点的Lattice。赛灵思是FPGA的业界大佬这个就不解释，Altera 目前也许不应该叫Altera应该叫Intel了，你看的没错，就是那个生产CPU的大厂，什么i5什么i7的挤牙膏大厂的英特尔，Altera 于2015年被Intel以167亿美元收购。再就是Lattice，莱迪思的芯片知名度可能没有前两个老大哥名声大，但是莱迪思的FPGA，在接口上，小型化等领域有着独到的见解。正是因为独到的见解，使得莱迪思的FPGA 在不同的领域上拥有者其他厂商无法替代的应用。

OK，到这里我们的今天的主角深圳市的紫光同创电子有限公司上线了，紫光同创电子有限公司是紫光国微旗下公司，专业从事可编程逻辑器件（FPGA、CPLD等）研发与生产销售，是中国国产FPGA领导厂商，致力于为客户提供完善的、具有自主知识产权的可编程逻辑器件平台和系统解决方案。今天带来的开发板就是由黑金携手紫光同创，为我们设计的PGL12G开发验证板。

说实话，刚开始的时候还是有点打鼓的，毕竟小编不是科班出身，对于FPGA也只能说是门外汉，也不是专门做FPGA开发的，一个全新的FPGA，一个全新开发平台，一个全新的综合工具。UP只是个玩家啊，不是专业的啊。额，冷静了一下，尽管UP只是个玩家，不过UP作为玩过ZYNQ，MAX10，CycloneV等FPGA平台的过来人，来为大家尝尝螃蟹，帮小白试试水的深浅，应该还算是再合适不过的吧。

OK，先扯到这里，我们还是老规矩，先了解下我们今天的演员，几斤几两我们们还是要拉出来溜溜看的，先来硬件上宏观了解。先开始板卡的整体的框架图:

就板卡上的功能来说，我们基本上已经可以看见了大部分的功能都是我们所熟悉的，一般的小白入门无非都是从这模块开始的。来，我们来仔细看下板卡的资源。

拿到一块新的FPGA开发板，我们最好奇的肯定是这个板卡所使用的FPGA芯片到底是何方神圣，有多少逻辑资源，又有多高的性能呢？我们来先了解下紫光同创电子有限公司的PGL12GF FPGA的基本信息。芯片图片如下图：

这个FPGA的完整料号是PGL12G6CFBG256，属于紫光同创公司的 Logos 系列产品，速度等级为-6，温度等级为商业级 C。此型号为 FBG256封装，256 个引脚。Logos 系列 FPGA 命名规则如图所示。明明规则如下图：

  对于一颗FPGA来收我们最关注的可能不是封装，不是FPGA的厂商，而是一个FPGA的逻辑资源，而我们PGL12G评估板上是所使用的PGL12G这颗FPGA芯片，有9856个LUT5，以及39424 bits的RAM，30个18K的DRAM，4个PLL。详细的说明如下图：

一块开发板最基础的部分就是电源，我们来看看这块开发板，所用的供电方案。开发板的电源输入电压为+5V，板上有三路电源，其中2路电源使用的是DC/DC 电源芯片MP1482，把+5V 电压转化成+3.3V 和+1.1V 电源。其中的+3.3V给外设及 FPGA 的 BANK 电压供电，+1.1V给FPGA 的内核供电。还有一路LDO线性稳压器的电源，把+5V 电压转化成+2.5V 电源，用于提供可变的 BANK电压电源。原理图如下：

在板卡上的电路部分如下图：被动器件的用料还是不错的，不过对比其他大厂的电源要求来说，PGL12GFBG256这颗国产的FPGA对电源要求似乎不像大佬的要求那么高，不过这可能是好事，对电源的要求不高，表明FPGA的开发设计成本会降低，不过这也可能不是好事，对于电压敏感的部分，如果电源的瞬态响应，纹波等参数要求高的部分来说，电源要求不够高，简直就是灾难。

然后是小白入门的第一个代码GPIO操作，GPIO的功能包括4个LED，5个按键，其中PROG是FPGA的复位按键。如下图：

  既然是FPGA，那么我们就肯定需要下载器，下载器呢，黑金有为我们提供JTAG接口，如下图，也为我们配备了调试需要用的SUB CABLE通过10PIN的牛角座接口来连接。

将板子和调试器USB CABLE连接，如果下图，牛角座自带防呆接口，不用担心插反，插反的话，不破坏接口的情况下是没办法插入的。

在之后，板子上还有一个蜂鸣器，我们可以那蜂鸣器放个8bit的游戏音乐，也可以用来报警。看描述来说，应该是一个无缘蜂鸣器，我们软件部分尝试的时候再来试试。

板载资源还包括ADC实际上FPGA在FPGA来说一般都不会集成，只有少部分的FPGA会集成ADC功能，FPGA来说，其实是完全的逻辑器件，大部分的功能都是和数字相关的，用到模拟部分的，比如ADC什么一般的都是通过外接来接进FPGA，实现功能模拟采集的功能，芯片集成了ADC，那么就会方便很多，在一般对模拟精度要不高的环境下，直接使用片内ADC将会方便很多。板子上也有接入电位器，方便我们学习验证。

板子上还有我们常常用来学习I2C的芯片，EEPROM，24C02，通过EEPROM的使用可以小白快速了解I2C协议。

开发板也板载了一片实时时钟 RTC 芯片，型号 DS1338。在学习完EEPROM后就可以使用这个实时时钟芯片验证I2C的学习，这颗芯片的功能是提供到 2100 年内的日历功能，年月日时分秒还有星期。如果系统中需要时间的话，那么 RTC 就需要涉及到产品中。他外部需要接一个 32.768KHz 的无源时钟，提供精确的时钟源给时钟芯片，这样才能让 RTC 可以准确的提供时钟信息给产品。同时为了产品掉电以后，实时时钟还可以正常运行，一般需要另外配一个电池给时钟芯片供电。实物图如下：

如上基本上就是板卡为我们提供的基础功能，在这些基础功能之后，还有一些高速应用的外设接口。现在的开发板，不带摄像头，不带个屏幕都拿不出手，人工智能盛行的年代，算力当道。CPU处理器的流水线式的工作，并不擅长巨大运算量的并行运算，但是并行运算正是FPGA的强项，同样的既然FPGA擅长并行运算加速，不给FPGA点图形图像处理，分析，显示的功能就太可惜。不过还好我们今天测评的PGL12G评估板包括了视频输入，视频输出的功能。如下图就是Camera的接口，根据摄像头的原理图来说，应该接入的是一颗DVP，也就是并口的摄像头芯片。

下面的这个就是PGL12G评估板Display 的接口，使用的是HDMI视频输出，说真的我还是有点好奇的一般来说FPGA要连接HDMI，除了ZYNQ系列等带ARM核的FPGA，由AMR和提供出HDIM，基本上都是需要外接一颗接口芯片，或者说是HDMI 的PHY 才可以输出HDMI信号，但是PGL12G FPGA芯片集成了HDMI的输入，让我不得不怀疑这颗FPGA其实就是以实现人工智能运算，或者算法加速为蓝本，而设计的FPGA，然后果然在教程种找到了边缘检测的例程，感觉好像拿到了好玩的。

OK，本次Jaya的分享就到这里了，本次测评为您带来了黑金公司的PGL12G 评估板的硬件部分，了解了硬件为我们更好的来对开发板的开发，下一次测评文章，我们来再来尝试为黑金PGL12G 评估板的开发，以及学习了解下所提供的开发环境，看看提供的例程是否给力。感谢大家的支持，本期分享就到这里了。感谢大家，如有描述不准确的地方，还请大家不吝赐教，让我们一起来提高认知。再次感谢。

本文章为电路城原创

https://www.cirmall.com/articles/33605

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