FPGA教学实验箱_TLPG2L-TEB_产品中心

实验箱简介

TLPG2L-TEB是创龙一款基于紫光同创Logos-2系列 FPGA 处理器的新型嵌入式教学实验箱，提供了丰富的教学实验，适合高校以及研究所等实验机构；

其中，SOM-TLPG2是一款基于紫光同创Logos-2系列FPGA设计的低功耗、高性能工业核心板，通过工业级高速B2B连接器引出FPGA引脚资源；

Logos-2系列采用先进成熟工艺，提供丰富的片上资源和高性能接口，支持高速SERDES、PCIe Gen2、DDR3等特性，相对于前一代性能提升50%，功耗降低40%，适用于大批量、低功耗、高性能的应用需求，在通信、视频图像处理、工业控制、医疗、消费电子等领域应用广泛；

基于紫光同创Logos-2系列FPGA 处理器，逻辑单元 99900个，DSP Slice 240 个；

嵌入式新型实验箱，使用灵活，性价比高。由核心板、实验开发底板、下载器及相关实验配件组成；

实验主板支持LED、4*4矩阵键盘、数码管、拨码开关、UART、XADC、DAC输出、VGA等接口；

实验主板上支持安装可拆卸亚克力保护板，保护实验电路；

工业级核心板，尺寸仅70mm*50mm，主板采用精密工业级B2B连接器，可用于科学研究、毕业设计、电子竞赛、产品开发使用；

提供面向教学的丰富实验资源，适用于通信、测控、电子等教学领域

硬件参数

-实验主板硬件参数-

CPU	紫光同创Logos-2
ROM	256Mbit SPI NOR FLASH
RAM	512MByte DDR3
EEPROM	256Kbit
LED	3x 核心板LED（1个电源指示灯，2个用户指示灯）
LED	16x 底板LED
SWITCH	16x用户拨码开关
SWITCH	1x电源拨码开关
KEY	1x 4*4矩阵键盘
VGA	1x VGA接口
XADC	1x XADC接口
DAC	1x DAC，TI TLC5615，单通道，10bit，1.21MHz更新速率，量程范围0~5V
DAC TO XADC	1x 6pin接口
NIXIE TUBE	2x 四位八段数码管
UART	1x UART，Micro USB接口
EXTENDED	2x 欧式端子，GPIO接口，48Pin直插接口
INTERFACE	1x 20pin排针接口，GPIO接口
INTERFACE	1x 12pin跳线帽放置区
JTAG	1x 14pin JTAG接口，间距2.0mm
BOOT SET	1x 2bit启动方式选择拨码开关
POWER	1x 12V 2A直流输入，DC417电源接口，外径4.4mm，内径1.65mm

-下载器参数-

型号	TL-PGMCable
驱动	免驱动
支持软件	支持 Pango Design Suite(PDS)等紫光同创 FPGA 软件调试
支持器件	支持 PGL25G、PGL50G、PG2L100H 等紫光同创 FPGA 器件
接口	通过 USB 接口连接，无需外接电源
防反插	支持
速度	下载速度高达 15Mb/s

软件资源

软件工具	Pango Design Suite 2022.2-SP1
教学资源	实验指导手册	FPGA实验环境搭建与开发基础
		Ø组合逻辑实验
		Ø时序逻辑实验
		ØFPGA基础外设实验
		Ø综合实验
	完整的实验代码

经典应用

-组合逻辑应用-

多数表决器（源码）	三输入多数表决器的设计。
四位二进制加法器	Ø 实现四位二进制加法器。
	Ø 拨码开关控制两组输入数字。
	Ø 数码管输出显示结果值。
一位8421 BCD码加法器	Ø 实现一位8421 BCD码加法器。
	Ø 矩阵键盘控制两组输入数字。
	Ø 数码管输出显示结果值。

-时序逻辑应用-

时钟同步状态机	Ø 时钟同步状态机的设计。
	Ø 均匀的连续输出 11001。
同步计数器	Ø 74x163 同步计数器。
	Ø 完成从 0 到 15 的循环计数。
移位寄存器	Ø 74x194 移位寄存器。
	Ø 产生 11001 的循环序列。

-FPGA基础外设应用-

显示	数码管显示。
显示	VGA显示。
XADC采集	Ø XADC 即 FPGA 里集成的一个 ADC 模块、温度传感器、电压传感器的集合。
XADC采集	Ø 双通道 12 位的 ADC（每个通道的采样率都为 1MSPS）。
D/A转换	Ø 板载TLC5615。
	Ø 具有串行接口的数模转换器。
	Ø 10bit，支持单通道的模拟量输出。
	Ø 软件可调输出范围：0V~+5V。
其他	LED、UART、矩阵键盘、存储器读写、脉冲发生器、十字交通灯等。

-电子秒表综合设计-

电子秒表可实现的功能为计时和显示时间。

电子秒表综合设计可划分为3个模块：矩阵键盘扫描模块、按键控制模块和数码管显示模块。

矩阵键盘扫描首先判断矩阵按键中有无按键按下，然后判断闭合键所在位置。

FPGA使用串行通信方式，通过HD7279A-SP 芯片来实现对数码管的显示控制。

按键控制模块用于控制计时开始、停止、清零，共有 4 个状态：空闲、开始、停止、清零，可通过按键切换状态。在按键控制模块中实现秒表计时。

-简易单通道示波器-

通过 XADC 及 BRAM 实现单通道示波器，将输入的波形，通过 VGA 显示出来。

简易单通道示波器的设计包括5个模块：使用 BRAM 作为显示内存、构建 VGA 显示模块、构建 XADC 模块、构建波形发生器模块、调用时钟分频和调用集成逻辑分析仪 ILA 。

波形是跟随时间动态的变化的，因此要把一屏的数据保存的内存里。BRAM，即块 RAM，是 FPGA 的固有硬件资源。

VGA 是扫描式暂时显示，要显示整个图像，一行扫描完成后要进行回扫，然后开始下一行的扫描。所有行扫描完成后，需要进行垂直回扫完成扫描过程。

XADC可以采集模拟信号转为数字信号送给 FPGA 内部使用。

推荐教材

《FPGA开发及应用——基于紫光同创Logos系列器件及Verilog HDL》以紫光同创公司的FPGA为例，全面系统地讲述了基于可编程逻辑器件的设计方法，结合实践讲解了大量的典型实例，便于读者理解和演练。书中从国内企业生产的EDA工具的使用到FPGA应用设计，再到Cortex-M1软核处理器的设计与应用，几乎涉及FPGA开发设计的所有知识，具体内容包括紫光同创FPGA芯片介绍、Pango Design Suite开发工具概述Verilog语言、基本逻辑电路设计、ModelSim仿真、IP介绍、大量实例讲解、Cortex-M1设计开发等。本书可作为FPGA开发初学者及工程技术人员的参考用书，也可作为电子信息工程、计算机科学与技术等相关专业本科生、研究生的教材。

实验室配置

必需配置	电脑、FPGA教学实验箱、交通灯模块。
可选配置	示波器、信号源、万用表等。

实验内容及要求

序号	实验性质	实验内容
1	软件搭建	FPGA实验环境搭建
2	开发入门	FPGA开发基础
3	基础实验	同步RS触发器的设计实验
4	基础实验	同步T触发器的设计实验
5	基础实验	同步D触发器的设计实验
6	基础实验	同步JK触发器的设计实验
7	基础外设	多数表决器实验（源码）
8	基础外设	四位二进制加法器实验
9	基础外设	一位 8421 BCD 码加法器实验
10	基础外设	时钟同步状态机的设计实验
11	基础外设	同步计数器74x163的实现实验
12	基础外设	移位寄存器的实现和应用实验
13	基础外设	LED流水灯实验
14	基础外设	数码管显示实验
15	基础外设	VGA显示实验
16	基础外设	UART回环实验
17	基础外设	矩阵键盘实验
18	基础外设	存储器读写实验
19	综合实验	电子秒表综合设计实验
20	综合实验	应用XADC实现多路电压采集及显示实验
21	综合实验	DAC呼吸灯实验
22	综合实验	简易多通道示波器实验
23	综合实验	脉冲发生器实验
24	综合实验	十字交通灯实验
25	综合实验	数字电子钟控制电路设计实验
26	综合实验	八路数字抢答器电路设计实验
27	综合实验	双向流水灯控制电路设计实验
28	综合实验	篮球比赛24秒倒计时电路设计实验
29	综合实验	电子幸运转盘电子电路设计实验
30	综合实验	简易洗衣机定时正反转控制电路设计实验
31	综合实验	病房呼叫系统电路设计实验
32	综合实验	电梯控制系统电路设计实验
33	综合实验	汽车方向之星电路设计实验

技术支持

01 协助底板设计和测试，减少硬件设计失误；

02 协助解决按照用户手册操作出现的异常问题；

03 协助产品故障判定；

04 协助正确编译与运行所提供的源代码；

05 协助进行产品二次开发；

06 提供长期的售后服务。

增值服务

主板定制设计

核心板定制

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项目合作开发

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