【产品】基于智多晶SL2-25E FPGA芯片的软件无线电(SDR)评估板,适用于项目开发初期验证、教学及培训

2020-08-21 西安智多晶
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为了更好让无线通信客户评估西安智多晶的FPGA芯片,智多晶为客户打造了一个专业的软件无线电(SDR)评估板,可用于客户前期的项目预研,因此客户无需花费时间人力去做板卡,方便研发评估和导入智多晶FPGA。评估板的核心器件是西安智多晶的SL2-25E  F256封装芯片,该FPGA基于低功耗工艺,通过最低的成本实现较高的功能性,可用于无线、有线、广播、工业用户及通信等行业中的低成本应用领域。


评估板具有丰富的硬件资源和外围接口,秉承简洁、实用、可靠的设计原则,旨在引导通信客户快速熟悉智多晶的FPGA产品。适用于软件无线电项目开发初期验证,同时也可用于教学及培训。


评估板特性

● 25K逻辑FPGA,186个可用IO,32个18x18乘法器,96个M9K

● 带2颗AD9365,可以构成射频上行&下行链路

● 频段可以工作到3GHz

● 带宽可配置到20M

● 带有一颗千兆以太网PHY ,可做数据回传或以太网相关测试实验

● 专用时钟管理芯片,支持频率配置,保证FPGA与AD9365同源

● 板载一颗ARM芯片,可用于与上位机互联,配置FPGA程序及参数等功能

● 丰富的外设接口,例如USB2.0/USB转串、RS232/485、40pin插槽和拨码开关等

● 基于I2C的EEPROM 8Kb存储,可作为I2C程序验证,或存储相关参数

 ● 可支持ARM配置FPGA程序


评估板细节图



板载芯片和接口

板载芯片

▲   FPGA

       ● 25K LE (LUT4)

       ● 864Kb Block RAM (相当于96个M9K)

       ● 32个18x18乘法器

       ● 2个PLL + 2个DLL

       ● 186个可用IO

▲   AD9365

       ● 板载2颗

▲   ARM

       ● 型号STM32F405RGT6

▲   以太网PHY

       ● Marvell 88E1512

       ● 带网口和光口

       ● 三速以太网Phy

       ● 支持RGMII

       ● 同步以太网功能

▲   时钟管理芯片

       ● TI LMK04808

       ● 双锁相环

       ● 可提供多达14路差分输出,支持LVPECL、LVDS、LVCMOS

       ● 可编程配置

▲  EEPROM

       ● AT24C08

       ● I2C接口

▲  FPGA Flash

       ● W25Q32

▲  ARM Flash

       ● W25Q64


       板载接口:

▲   电源

       ● DC +12V

▲   有源晶振

       ● 50MHz,FPGA上电运行时钟

       ● 30.72MHz,LMK04808参考时钟

       ● 25MHz,88E1512参考时钟

▲   按键

       ● 1个,ARM的复位键

▲   拨码开关

       ● 4个,连到FPGA

▲   LED

       ● 8个,连到FPGA,由于IO数量问题,LED灯与40pin扩展插槽共用

▲   扩展口

        ● 1个双排40pin 2.0mm间距的牛角插座,其中有8个pin与LED灯共用

▲  网口&光口

        ● 1个网口和光口,接到PHY芯片

▲  Micro USB

       ● 1个通过CH330连到FPGA上

       ● 1个直接连到ARM上

▲  RS232 & RS485

       ● 2组RS232连到ARM上

       ● 1组RS485连到ARM上

▲  SMA接头

       ● 4个SMA,构成2入2出,分别连到2颗AD9365的RX和TX

▲  FPGA配置模式

       ● 通过跳线帽选择AS/PS模式

▲  FPGA JTAG

       ● 10pin 2.54mm牛角插座

▲  ARM Jlink

       ● 3pin插针


评估板射频测试

以下是在实验室的测试环境:


FPGA在该测试环境中执行的功能有:

1)首先通过FPGA配置LMK04808,让其输出同源时钟给FPGA和AD9365。

2)模拟SPI接口配置AD9365寄存器,让AD9365工作在所需的频段,配置RX Gain和TX Atten。

3)用USB-UART接口连接上位机(串口调试助手),制定简单的通信协议,让FPGA通过串口接收上位机指令,进而设置中心频点、RX Gain和TX Atten,以及校准TX端的直流和镜像杂散。

4)把中心频点、RX Gain和TX Atten以及直流镜像校准值等参数打包好,通过I2C接口存储到EEPROM芯片里。

5)每次上电,FPGA会调出EEPROM里的参数,并初始化配置到AD9365上,使板卡进入正常工作状态,同时支持实时从上位机设置最新参数,FPGA将保存最新工作参数。

6)做好DDR双沿IO数据接收和发送,接收AD9365的12bit数据,并同步化处理,再发送到AD9365的TX端,构成直收直发信号链路,用于观察射频信号状态。

7)通过拨码开关的拨码来切换工作带宽,可以让系统工作在LTE 5M、10M、15M和20M。


射频测试结果如图4所示,配置工作中心频点为2135MHz,信号源产生2137MHz的点源信号,幅度-50dBm,在频谱仪上观察信号状态。


信号源开启扫频模式,观察射频带宽及带外抑制情况,测试结果如图5所示:



注:FPGA有6个GPIO与ARM连接,用户也可以用ARM配置AD9365,通过FPGA GPIO桥接去执行配置,节省FPGA资源,让FPGA专注于接口数据收发和算法处理。


ADI射频Transceiver平台展望

可能有用户会疑惑,该板卡的FPGA才25K逻辑,不够用。其实这个V1.0射频板的宗旨是让用户熟悉智多晶FPGA在通信上的使用,并用于做适当的项目评估工作。智多晶近期会发布28nm 75K逻辑FPGA,届时将会把板卡升级到V2.0,搭载75K逻辑FPGA。小伙伴们就可以在上面做更多算法的验证,甚至稍微修改一下作为无线PICO产品的国产化方案。


综上,这个板卡非常适合小带宽、低成本的通信项目,专网或公网的应用。


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全部评论(9

  • 用户23394395 Lv1 2020-09-08
    看了文章基于智多晶SL2-25E FPGA芯片的软件无线电(SDR)评估板,在哪里购买这个软件无线电评估板?
    • 可可可_世强回复: 您好!您的咨询已收到,您咨询的型号暂无现货,世强代理有超100个知名品牌物料,供应数十万种元器件,您可在【世强元件电商】首页中部位置查询,网址:https://www.sekorm.com/supply/;如还有其他问题欢迎致电400-887-3266或邮件service@sekorm.com,谢谢您的咨询。

      查看全部1条回复

  • 丝雨 Lv8. 研究员 2020-11-09
    学习了
  • 本尼 Lv7. 资深专家 2020-09-17
    不错,学习
  • Jackie0078 Lv8. 研究员 2020-09-14
    感谢分享
  • 男儿当自强 Lv8. 研究员 2020-09-12
    学习
  • LiuSir Lv7. 资深专家 2020-09-11
    下载了解一下
  • 用户23394395 Lv1 2020-09-08
    在哪里购买这个评估板?
  • 用户23394395 Lv1 2020-09-08
    怎么采购?
  • 好运常伴吾 Lv8. 研究员 2020-08-21
    学习了
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智多晶FPGA选型表

FPGA选型参数:28nm hpc+工艺,自 LUT6 架构,嵌入MCU,30K~325K LUT4,内置100/200/400个25X18/18X18/9X9专用乘法器,硬核 Memory DDR controller,PCIe-Gen2/3,1Mbps/s 采样,12bit ADC,支持 DDR4-1866Mbps,LVDS 1.25Gbps,Serdes 3.1Gbps~12.5Gbps,3D 合封 DDR2、DDR3 、DDR4

产品型号
品类
封装
LUTS
Flip-Flops
Slices
CLB
Flash(Kbits)
Max Distributed Ram (Kbits)
Embedded memory (Kbits)
Number of Block SRAM(9 Kbits/block)
Embedded 18x18multipliers
General purpose PLLs+DLLs
Global Clock Networks
User I/O Banks
Max user I/O(注1)
SL2E-5E-8W81I
FPGA
81-ball WLCSP,0.4mm
5040
5040
2520 (LUT:FF=1:1)
630
512
40
108
12
16
2+2
16
6
199

选型表  -  智多晶 立即选型

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型号- SL2D-25E,SA5-325,SA5Z-30-D1,SEAL5000 系列,SEAL5000 30K,SG1064,SL2D-25V,SL2S-12V,SEAGULL-1000,SG1128,SL2S-25E,SA5-100,SL2-12E,SA5-200,SL2-25E,SL2S-12E,SL2-7E,SEAL-5000,SL2-12V,SL2-5E,SEALION2000 系列,SL2-25V,SL2S-25V,SEAGULL 1000系列,SG1256,SEALION-2000

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型号- SL2S-22E-8FA256C,SL2-25E,W25Q16JVSSIQ,SL2-25E-8F256C,CH340G

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型号- SL2D-25E,SL2E-2V-8U256I,SL2E-5E,SL2E-5E-8M121I,SL2-12E-8F256C,SL2D-25V,SL2S-22E-8FA256C,SL2E-2V,SL2E-4V,SL2S-25E-8U213C,SL2S-12V,SL2E-7E,SL2S-25E,SL2-12E,SL2-25E-8U324C,SL2-25E,SL2E-7V-8U256C,SL2-12V,SL2E-4V-8E144I,SL2E-7V-8U400I,SL2-25V,SL2S-25V,SL2E-7V,SL2E-4V-8U256I,SL2S-12E-8E176C,SL2E-5E-8N84I

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