UART 接口是 FPGA 開發(fā)板與計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行串行通信的常用接口,通常由 TX(發(fā)送端)和 RX(接收端)兩根信號(hào)線組成,支持異步通信模式。在開發(fā)過(guò)程中,UART 接口可用于數(shù)據(jù)交互,例如將 FPGA 內(nèi)部的運(yùn)算結(jié)果發(fā)送到計(jì)算機(jī)串口助手顯示,或接收計(jì)算機(jī)發(fā)送的控制指令,調(diào)整 FPGA 的邏輯功能。部分開發(fā)板會(huì)集成 USB 轉(zhuǎn) UART 芯片,將 UART 信號(hào)轉(zhuǎn)換為 USB 信號(hào),直接與計(jì)算機(jī) USB 端口連接,無(wú)需額外的串口適配器。在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中,UART 接口還可用于調(diào)試信息輸出,開發(fā)者通過(guò)查看串口打印的日志,快速定位程序運(yùn)行中的問(wèn)題,例如變量數(shù)值異?;蜻壿嫹种уe(cuò)誤。FPGA 開發(fā)板上電自檢程序驗(yàn)證基本功能。江蘇ZYNQFPGA開發(fā)板代碼

FPGA開發(fā)板在電子競(jìng)賽領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。電子競(jìng)賽題目往往對(duì)硬件的靈活性與功能實(shí)現(xiàn)有較高要求,F(xiàn)PGA開發(fā)板憑借其可編程特性,能夠快速響應(yīng)不同競(jìng)賽需求。在智能車競(jìng)賽中,參賽團(tuán)隊(duì)使用開發(fā)板處理傳感器采集到的賽道信息,如光電傳感器檢測(cè)賽道黑線、陀螺儀獲取車身姿態(tài)數(shù)據(jù)等。通過(guò)編寫相應(yīng)算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)智能車在賽道上的行駛。在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中,開發(fā)板可用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理、數(shù)據(jù)采集、無(wú)線通信等多個(gè)功能模塊,滿足競(jìng)賽題目多樣化的需求。參賽者通過(guò)對(duì)開發(fā)板的不斷編程與調(diào)試,優(yōu)化系統(tǒng)性能,提升作品競(jìng)爭(zhēng)力,使FPGA開發(fā)板成為電子競(jìng)賽中不可或缺的開發(fā)平臺(tái)。江蘇ZYNQFPGA開發(fā)板設(shè)計(jì)FPGA 開發(fā)板按鍵消抖電路保證輸入穩(wěn)定。

FPGA開發(fā)板可通過(guò)多種接口連接各類傳感器,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、處理和存儲(chǔ),適合環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)療設(shè)備等場(chǎng)景。常見(jiàn)的傳感器包括溫濕度傳感器(如DHT11、SHT30)、加速度傳感器(如ADXL345)、光照傳感器(如BH1750)、圖像傳感器(如OV7670、MT9V034)。在溫濕度采集場(chǎng)景中,F(xiàn)PGA通過(guò)I2C或單總線接口讀取傳感器數(shù)據(jù),進(jìn)行濾波處理后,通過(guò)UART發(fā)送到計(jì)算機(jī)或顯示在OLED屏幕上;在加速度采集場(chǎng)景中,F(xiàn)PGA通過(guò)SPI接口讀取傳感器的三軸加速度數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)或姿態(tài)識(shí)別;在圖像采集場(chǎng)景中,F(xiàn)PGA通過(guò)并行接口或MIPI接口接收?qǐng)D像傳感器的原始數(shù)據(jù),進(jìn)行預(yù)處理(如去噪、裁剪)后,存儲(chǔ)到SD卡或通過(guò)HDMI顯示。傳感器數(shù)據(jù)采集需注意接口時(shí)序匹配和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換,例如不同傳感器的I2C通信時(shí)序可能存在差異,需在FPGA代碼中針對(duì)性設(shè)計(jì);傳感器輸出的模擬信號(hào)需通過(guò)ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),再由FPGA處理。部分開發(fā)板會(huì)提供傳感器數(shù)據(jù)采集的示例代碼,簡(jiǎn)化開發(fā)流程,幫助開發(fā)者快速實(shí)現(xiàn)功能。
米聯(lián)客MIZ7035FPGA開發(fā)板(Zynq-7035款)面向高性能嵌入式應(yīng)用,米聯(lián)客MIZ7035開發(fā)板采用XilinxZynq-7035芯片,集成雙核ARMCortex-A9處理器(比較高工作頻率1GHz)與100萬(wàn)邏輯單元的FPGA資源,具備更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理與硬件加速能力。硬件配置上,開發(fā)板搭載1GBDDR3內(nèi)存、32GBeMMC閃存,板載HDMI輸入/輸出雙接口、USB接口、SATA接口及PCIeGen2接口,可連接高速存儲(chǔ)設(shè)備、高清攝像頭等外設(shè),滿足圖像視頻處理、高速數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等需求。軟件支持方面,開發(fā)板提供Petalinux高級(jí)鏡像與Vitis開發(fā)工具鏈,支持OpenCV圖像處理庫(kù)、FFmpeg視頻編解碼庫(kù)的移植與使用,用戶可開發(fā)高清視頻采集、圖像識(shí)別等應(yīng)用。配套資料包含圖像處理案例(如邊緣檢測(cè)、圖像縮放)、高速接口通信案例(如PCIe數(shù)據(jù)傳輸、SATA存儲(chǔ)讀寫),幫助用戶快速上手復(fù)雜項(xiàng)目開發(fā)。該開發(fā)板還具備完善的散熱設(shè)計(jì),通過(guò)金屬散熱片降低芯片工作溫度,保障高負(fù)載運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性,適合嵌入式高性能計(jì)算、智能視覺(jué)處理等場(chǎng)景。 FPGA 開發(fā)板接口間距符合標(biāo)準(zhǔn)封裝尺寸。

FPGA開發(fā)板在教育領(lǐng)域扮演著越來(lái)越重要的角色,成為數(shù)字電路和嵌入式系統(tǒng)教學(xué)的重要工具。通過(guò)FPGA開發(fā)板,學(xué)生和學(xué)習(xí)者可以實(shí)踐性地理解數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的原理,掌握HDL編程的技巧,并加深對(duì)現(xiàn)代電子系統(tǒng)的理解。許多高校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)已經(jīng)將FPGA開發(fā)板納入課程體系,幫助學(xué)生提升實(shí)際操作能力和創(chuàng)新能力。此外,F(xiàn)PGA開發(fā)板的豐富資源和開源社區(qū)也為學(xué)習(xí)者提供了大量的教程和項(xiàng)目實(shí)例,進(jìn)一步降低了學(xué)習(xí)門檻,促進(jìn)了電子工程專業(yè)人才的培養(yǎng)。FPGA 開發(fā)板硬件抽象層簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)編寫。江蘇ZYNQFPGA開發(fā)板代碼
FPGA 開發(fā)板 LED 陣列可顯示字符與數(shù)據(jù)。江蘇ZYNQFPGA開發(fā)板代碼
FPGA開發(fā)板的擴(kuò)展模塊兼容性可提升系統(tǒng)靈活性,常見(jiàn)的擴(kuò)展接口包括PMOD接口、Arduino接口、HAT接口等,支持連接各類功能模塊。PMOD接口是Digilent推出的標(biāo)準(zhǔn)接口,通常為6針或12針連接器,支持SPI、I2C、UART等通信協(xié)議,可連接傳感器模塊(如溫濕度傳感器、加速度傳感器)、通信模塊(如WiFi模塊、藍(lán)牙模塊)、顯示模塊(如OLED模塊、LCD模塊)。Arduino接口兼容ArduinoUno的引腳定義,可直接使用Arduino生態(tài)的擴(kuò)展模塊,如電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、繼電器模塊,方便開發(fā)者復(fù)用現(xiàn)有資源。HAT接口是樹莓派推出的擴(kuò)展接口,部分FPGA開發(fā)板支持HAT接口,可與樹莓派協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)“FPGA+MCU”的異構(gòu)計(jì)算架構(gòu),例如樹莓派負(fù)責(zé)上層應(yīng)用開發(fā),F(xiàn)PGA負(fù)責(zé)底層硬件加速。擴(kuò)展模塊兼容性需考慮接口電平匹配和時(shí)序兼容性,部分開發(fā)板會(huì)提供擴(kuò)展模塊的接線指南和示例代碼,簡(jiǎn)化模塊集成過(guò)程,幫助開發(fā)者快速搭建系統(tǒng)。 江蘇ZYNQFPGA開發(fā)板代碼