Basys2 платформа


Категория на документа: Други


Basys2 е дизайн на цифрова схема и имплементационна платформа, която всеки може да използва, за да придобе опит в изграждане на реални цифрови схеми. Създадена на базата на програмируемата матрица Xilinx Spartan-ЗЕ и USB контролер Atmel AT90USB2, Basys2 осигурява пълен, готов за използване хардуер, подходящ за изграждане на схеми, вариращи от основните логически устройства до сложни контролери. Включенa e голяма колекция от входно - изходни устройства и всички програмируеми матрици за изграждане на безбройни решения без нуждата на допълнителни компоненти.
Четири стандартни разширителни конектора позволяват да се конструират устройства извън възможностите на Basys2 чрез функционални макети, цифрови схеми, създадени от потребителя или P-mod интерфейси (P-mod са евтини аналогови и цифрови входно - изходни устройства, които предлагат аналогово - цифрово и цифрово - аналогово преобразуване, сензорни входове и много други). Сигналите на 6-пиновите конектори са защитени срещу внезапен приток на електричество, причиненo от контакт, и къси съединения, гарантирайки дълъг живот на работа във всякаква среда. Basys2 работи безпроблемно с всички версии на софтуера на Xilinx ISE, включително безплатния WebPACK. Доставя се с USB кабел, който осигурява захранване и програмен интерфейс, така че няма нужда от други източници на захранване или кабели за програмиране.
Basys2 може да черпи енергия и да се програмира чрез неговия USB2 порт. Свободно достъпният софтуер на Digilent, Adept, автоматично засича Basys2 и предоставя програмен интерфейс за програмируемата матрица.
Basys2 е проектиран да работи със свободния ISE WebPACK софтуер от Xilinx. WebPACK може да се използва за дефиниране на схеми, използвайки схеми или хардуерни езици за програмиране. да се симулират и синтезират схеми, както и за създаване на програмни файлове. WebPACK може да бъде изтеглен безплатно от www.xilinx.com/ise/.

Basys2 е с вграден тест за самодиагностика, който е вграден в паметта, който може да се използва за тестване на всички функции на матрицата. За стартиране на теста просто сменете превключвателя за режима на "ROM" и подайте захранване на матрицата. Ако тестът е изтрит от паметта, може да бъде свален и преинсталиран по всяко време.

Захранване
Basys2 обикновено се захранва от USB кабел, но също така е осигурен конектор за батерия, така че могат да се използват външни източници. За да използвате USB захранване, просто прикрепете USB кабела. За да се захрани Basys 2 използвайки батерия, приложете 3.5V - 5.5V батерии (или друг източник) на 2-пиновия конектор. Всяко напрежение над 5.5V може да повреди матрицата.
Входната мощност се пренасочва през ключа на захранването (SW8) към четирите 6-пинови разширителни конектора към регулатора за напрежение на Linear Technology LTC3545. Този регулатор за напрежение произвежда основното захранване от 3.3V за борда, а също така кара вторични регулатори за производство на 2.5V и 1.2V за доставка на напрежения, изисквани от матрицата. Общото напрежение зависи от конфигурацията на матрицата, тактовата честота и външните конектори. В тестови схеми с около 20000 комбинирани логически елементи, източник на 50 MHz честота, както и всички светодиоди светещи, 100 mA се дърпат от 1.2V изпочник, 50 mA от 2.5V и 50 милиампера от 3.3V. Токът ще се увеличи, ако по-големи вериги са конфигурирани в матрицата или ако са свързани периферни устройства.
Basys2 използва четири - слойна печатна платка, вътрешните слоеве на която са посветени на VCC и GND. Програмируемата матрица и другите интегрални схеми имат голям комплект от керамични кондензатори поставени възможно най-близо до всеки VCC щифт, което води до много ниско ниво на шума на захранването.

Конфигурация
След включване на захранването на програмируемата матрица, Basys2 трябва да бъде конфигуриран преди да може да изпълнява никакви полезни функции. По време на конфигурацията, ".bit" файл се прехвърля в паметта на матрицата, за да се определят логическите функции и взаимовръзки. Свободният ISE WebPACK CAD софтуер от Xilinx може да се използва за създаване на ".bit" файловете от VHDL, Verilog или схеми на базата на изходните файлове.
Adept може да се използва за конфигуриране на програмируемата матрица с всеки подходящ ".bit" файл, съхраняван на компютъра. Adept използва USB кабел за прехвърляне на избран ".bit" файл от компютъра към матрицата. Adept също може да програмира ".bit" файл в не - енергонезависимата памет , наречена Platform Flash. Веднъж програмиран, Program Flash може автоматично да прехвърли съхранявания ".bit" файл към програмируемата матрица на следващото включванe или рестартиране, ако превключвателя на режима е настроен на ROM. Матрицата ще остане конфигурирана, докато не се изчисти от изключване. Platform Flash ще запази ".bit" файла, докато не бъде препрограмирана, независимо от изключване.
За да програмирате борда Basys2, настройте превключвателя на режима на "PC" и прикрепите USB кабела. Включете Adept софтуера и изчакайте програмируемата матрица и ROM Platform Flash - а да бъдът разпознати. Използвайте функцията за преглед, за да асоциирате желания ".bit" файл с програмируемата матрица или желания ".mcs" файл с Platform Flash - а.
Щракнете с десния бутон върху устройството, за да се програмира, и изберете функцията "програмиране". Конфигурационният файл ще бъде изпратен на до матрицата или Platform Flash-a , а софтуерът ще покаже дали програмиранетоo e било успешно. Лампичката за статус (SW8 на фигурите) също ще започне да мига, след като матрицата е успешно конфигурирана.

Осцилатори
Basys2 включва основен, потребителски настройван силициев осцилатор, който произвежда 25MHz, 50MHz, 100MHz. Първоначално този превключвател не е зареден и трябва да бъде запоен на място. Гнездо за втори осцилатор е предвидено на IC6. Първичните и вторичните осцилатори са свързани с щифтове B8 и M6.
Двата входа "CLK" могат да управляват DLL - синтезаторът на Spartan 3E, позволявайки широк диапазон от вътрешни честоти: от 4 пъти входната честота до всякакъв делител цяло число на входната честота.
Основният силициев осцилатор е гъвкав и евтин, но липсва честотната стабилност на кварцов осцилатор. Някои вериги, които управляват един VGA монитор могат да осъзнаят леко подобрение в стабилността на изображението с помощта на кварцов осцилатор, инсталиран в IC6 гнездото. За тези приложения, 25MHz (или 50MHz) кварцов осцилатор, достъпен от всеки дистрибутор на стоките, се препоръчва.

Вход - изход
Четири бутони и осем плъзгащи превключватели са предвидени за входове на програмируемата схема. Входове на бутоните обикновено са в ниско състояние и задвижвани във високо, само когато се натисне бутона. Плъзгащи превключватели генерират постоянни високи или ниски входове в зависимост от позицията си. Бутоните и плъзгащите ключове имат серия резистори за защита от късо съединение.
Осем светодиода и четири-цифрен седем-сегментен LED дисплей са предвидени за изходи на схемата. LED аноди се подкарват от програмируемата матрица чрез токоограничаващи резистори, така че те ще светнат, когато логическа единица се записва в съответния щифт. Девети LED индикатор се предлага като индикатор за мощност, и десети LED (LD-D) свети по всяко време, когато матрицата е успешно програмирана.
Седем-сегментен дисплей
Всяка от четирите цифри на седем - сегментния LED дисплей се състои от седем LED сегменти, разположени във формата на "фигура 8". Сегментните светодиоди могат да бъдат индивидуално осветени, така че всеки един от 128- те модели могат да бъдат показани като цифра като се осветят някои LED сегменти, а другите остават неосветени.
Анодите на седемте светодиода образуващи всяка цифра са вързани в един общ аноден възел, докато катодите остават разделени. Общите анодни сигнали са налични като четири "позволяващи число" входни сигнала към четири-цифрения дисплей. Катодите на подобни сегменти на всичките четири дисплеи
са свързани в седем верижни възли етикетирани CA до CG. Тези седем катодни сигнали са налични като входове към 4-цифрения дисплей. Тази схема за връзка на сигнали създава мултиплексиран дисплей, където катодните сигналите са общи за всички цифри, но те ​​могат да осветяват само сегментите на цифра, чийто съответстващ аноден сигнал е заявен.
Kонтролерна схема за сканиране на дисплей може да се използва, за да покаже четири-цифрен номер на този дисплей. Тази схема управлява анодните сигнали и съответващите катодни модели на всяка цифра в повтаряща се, непрекъсната последователност при скорост на актуализация, която е по-бързо, отколкото реакцията на човешкото око. Всяка цифра се осветява само една четвърт от времето, но тъй като окото не може да възприеме потъмняването на цифрата преди да е осветена отново, цифрата се появява непрекъснато осветена. Ако актуализацията или "опресняването" се забави до дадена точка (около 45 херца), повечето хора ще започнат да виждат трептенето на дисплея.

За да може всяка от четирите цифри да се появи ярка и непрекъснато осветена, всички четири цифри трябва да светват един път на всеки 1 до 16ms. Например, в схема с 60Hz опресняване, целият дисплея ще се опреснява веднъж на всеки 16 ms, и всяка цифра ще бъде осветено за 1/4 от цикъла на опресняване, или 4ms. Контролерът трябва да гарантира, че правилният катоден модел е налице, когато съответстващият аноден сигнал е пуснат. За да илюстрираме този процес, ако AN1 е в аквивно състояние, докато CB и CC са активни, то "1" ще бъде показана на позиция 1. След това, ако AN2 е в активо състояние докато CA, CB и CC са активни, то "7" ще бъде показана на позиция 2. Ако A1 и CB, CC биват пуснати за 4ms, и след това A2 и CA, CB, CC са пуснати за 4ms в една безкрайна последователност, на дисплея ще се появи "17" в първите две цифри. Фигура 8 показва времева диаграма за четирицифрен седем - сегмент контролер.

PS2 Порт
6-пиновият mini-DIN конектор може да приеме PS / 2 мишка или клавиатура. PS / 2 конекторът е снабден с 5VDC захранващ блок.
И мишката и клавиатурата използват серийна шина с два провода (CLK и DATA), за да комуникират с хост устройството. И двете използват 11-битови съобщения, които включват стартиране, спиране и чек бит за четност/нечетност на броя на битове, но пакетите с данни са организирана по различен начин и интерфейса на клавиатурата позволява двупосочен трансфер на данни. Таймингите на шината са показани на фигурата. Сигналите на CLK и DATA се задвижват само когато е налице прехвърляне на данни, а в противен случай те се провеждат в "изчакване" при логическа "1". Таймингите определят изискванията за сигнал за комуникациите мишка-хост и двупосочните клавишни комуникации. PS / 2 интерфейс може да се прилага в програмируемата матрица, за да се създаде интерфейс за клавиатура или мишка.

Клавиатура
Клавиатурите с PS2 изход използват скан - кодове за да комуникират информацията при натиска на клавиши. На всеки клавиш е зададен код, който се изпраща щом той бъде натиснат. Aко клавиша се държи натиснат, кода на самия бутон ще бъде изпратен многократно около веднъж на всеки 100ms. Когато клавишът е освободен, "F0" се изпраща, следван от кода на освободения клавиш. Ако бутонът "Shift"бъде използван заедно с бутон, за да се възпроизведе друг символ, то и символ "Shift" се изпраща заедно с кода и хостът трябва да определи кой ASCI символ да използва. Някои клавиши, наречени разширяваши, изпращат "E0" пред кода си. При отпускането на такъв клавиш, кодът "E0 F0" се изпраща, следван от скан-кода. Скан- кодове за повечето клавиши са показани на фигурата. A устройството - хост също може да изпраща данни към клавиатурата. По-долу е кратък списък на някои общи команди, които хостът може да изпрати.

ED - Инструктира LED светлините на бутоните Caps Lock, Num Lock и Scroll Lock. Клавиатурата връща "FA" след получаване на "ED",тогава хоста изпраща един байт за да зададете статус на LED - тата: Бит 0 инструктира Scroll Lock; бит 1 инструктира Num Lock; и Bit 2 инструктира Caps Lock. Битове 3 до 7 се игнорират.

EE - Echo (тест). Клавиатурата връща "EE" след получаване на "EE".

F3 - Задава бързината на повторение на скан - кода. Клавиатурата връща "F3" на получаване на "FA", а след това хоста праща втори байт за да зададете скоростта на повторение

FE - Повторно изпращане. "FE" насочва клавиатурата да изпрати отново последния скан - код.

FF - Рестарт. Рестартира клавиатурата.




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Basys2 платформа 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.