紫光同创PGL22G开发平台试用连载(1)——开发板硬件软件初步评估篇

千年一叹 提交于 周日, 09/27/2020
紫光同创PGL22G开发平台试用连载(1)——开发板硬件软件初步评估篇

倾慕国产紫光同创的FPGA已久,感谢电子创新网,通过了PGL22G开发板试用活动评审,开启了与国产黑金FPGA开发板一段美好的邂逅。

硬件篇

先上开发板的靓照:

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开发板的系统结构图如下:

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开发板核心板+扩展板的模式来设计的。核心板主要由 FPGA + DDR3 +QSPI FLASH 构成,承担 FPGA 高速数据处理和存储的功能。 FPGA型号为PGL22G6CMBG324,是紫光同创公司开发的 Logos 系列 FPGA Logos系列产品高性价比FPGA产品,它是目前全球40nm工艺下集成度最高的FPGA产品,拥有10K100K的可编程逻辑单元,内嵌DDR3硬核,支持800Mbps LVDSMIPI D-PHY等接口,支持RAM软错误检测与纠错功能。速度等级为-6,温度等级为商业级 C。此型号为MBG324 封装, 324 个引脚,具有高速,高带宽,高容量等特点,适合高速数据通信,视频图像处理,高速数据采集等方面,可以满足工业与物联网等市场领域的应用需求。

DDR3 芯片为 Micron 公司的 MT41J128M16HA-125 容量为 256MB DDR3 芯片和 FPGA 芯片总线宽度为 16bit,数据时钟频率高达800Mhz;这样的配置,可以满足高带宽的数据处理的需求。板上的128Mb QSPI FLASH芯片的型号为 W25Q128,用于存储 FPGA 系统的启动文件。

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核心板的正面图

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背面图

底板为核心板扩展了丰富的外围接口,其中包含 1 路千兆以太网接口、 1 HDMI输出接口、 1 USB2.0 接口、 1 UART 串口接口、 1 SD 卡接口、 1 JTAG 调试接口、一个摄像头接口、 1 40 针的扩展口和一些按键, LED RTC EEPROM 电路。

底板PCB为上层板设计,走线非常优美,元器件布局非常规则漂亮。

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软件篇

誉为万能芯片的FPGA,近年来越来越多的受到国内市场的关注。不过,其技术门槛之高,在芯片领域几乎是无出其右的。其中,在制约FPGA发展的众多因素中,最关键的便是EDA软件工具。设计出FPGA,没有好的EDA开发平台,还是不行。FPGA需要芯片、EDA工具及IP完整生态。FPGA是需要“芯片+EDA+IP”来实现功能的产品,如果把FPGA比作电脑,那么芯片相当于Intel CPUEDA软件相当于微软OSIP方案则相当于应用软件。电脑正常工作需要Intel CPU、微软OS、应用软件共同配合,FPGA也需要芯片、EDAIP这些软硬件共同支撑实现功能。

Altera公司FPGACPLD,开发工具主要用QuartusXilinx公司的FPGA集成开发环境为ISE,赛灵思构建的的Vivado工具把各类可编程技术结合在一起。

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Pango Design Suite EDA 套件是紫光同创基于多年FPGA开发软件技术攻关与工程实践经验而研发的一款拥有国产自主知识产权的大规模FPGA开发软件,可以支持千万门级FPGA器件的设计开发。该软件支持工业界标准的开发流程,可实现从RTL综合到配置数据流生成下载的全套操作,包括linux windows 两种版本。

均包含以下组件或独立模块共 15 个:

Pango Design SuiteFPGA 开发集成工具,简称 PDS

Pango Design Suite ShellFPGA 命令集成工具,简称 PDS SHELL

Synplify Pro for Pango:第三方逻辑综合工具,简称 OEM

Architecture- Driven Synthesis:同创自研逻辑综合工具,简称 ADS

IP CompilerIP 模块生成工具,简称 IPC

User Constraint Editor:用户约束工具,简称 UCE

Physical Constraint Editor:物理约束工具,简称 PCE

Design Editor:布局布线结果查看及调整工具,简称 DE

Timing Analyzer:时序分析工具,简称 TA

Pango Power Planner:功耗评估工具,简称 PPP

Pango Power Calculator:功耗分析工具,简称 PPC

Pango SSN Estimator:同步开关噪声估算工具,简称 PNE

Fabric Inserter:插核工具,简称 INS

Fabric Configuration:芯片配置工具,简称 CFG

Fabric Debugger:在线调试工具,简称 DBG

该套件以 PDS 为统一开发平台,其余组件均可在其上实现无缝链接,以支FPGA 全流程开发

下载软件到官网:https://www.pangomicro.com/support/License-pds/index.html

安装很简单一路NEXT就可以了,能安装的都要安装。

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Pango Design Suite 需要 PDS License 文件才能使用,现阶段可以以公司邮箱进行申请。PDS License添加需要设置环境变量在环境变量中添加变量名:

PANGO_LICENSE_FILE 变量值: PDS License 文件所在位置

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启动软件,编写最简单的一个LED点灯。

定义了一个 32 位的寄存器 timer, 用于循环计数0~199_999_999(4 秒钟),当计数到49_999_999(1 秒)的时候,熄灭第一个 LED 灯;当计数到99_999_999(2 秒)的时候,熄灭第二个 LED 灯;当计数到 149_999_999(3 秒)的时候,熄灭第三个 LED 灯;当计数到 199_999_999(4 秒)的时候,熄灭第四个 LED 灯,计数器再重新计数。具体的操作直接看代码吧。

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编译之后该软件把试用的资源都可以显示出来。功能非常强大。

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下载验证:

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小结:

开发板资源丰富,资料详细,适合入门者学习,适用于计算机专业、电子类及相关专业的本科生、研究生等相关人士,以及工程师。可以全面评估PGL22G性能。Pango Design Suite 开发软件功能强大,虽然只有700M,比起十几个GISE Vivado用起来也毫无逊色。PDS在编译速度上基本与ISE也差不了多少。无论从软件界面还是功能,都为PDS点赞。希望大家都用起来,支持国产。

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