【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
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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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
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品类
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封装
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LUTS
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Flip-Flops
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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
采用28nm先进工艺,国内首颗高性价比带Arm Cortex-M3 FPGA,助力客户战略升级
描述- 智多晶,成立于2012年,专注于可编程逻辑电路器件技术研发,提供高集成度、高性价比的FPGA、IP核、软件设计工具及系统解决方案。公司拥有自主开发的HqFpga软件,支持RTL-to-FPGA全流程。产品线涵盖Shark、Seal、Sealion、Seagull等多个系列,满足不同应用需求。Seal5000系列采用28nm工艺,性能、功耗和资源配置达到国内领先水平。
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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西安智多晶(XIST)Sealion 2000系列FPGA数据手册
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型号- SL2-7K,SL2S-25K,2000S,SL2-4K,SL2S-12K,SL2-25E,SEALION 2000S,SL2-7E,SL2-4E,SL2-25KE,SL2-4KE,SL2-12KE,SL2-7KE,SEALION 2000,SL2-18K,SL2-12E,SL2S,SL2-12K,SL2-25K
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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
电子商城
服务
提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析,通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型,对多种系统设计方案进行评估,识别潜在散热风险。
实验室地址: 深圳 提交需求>
使用FloTHERM和Smart CFD软件,提供前期热仿真模拟、结构设计调整建议、中期样品测试和后期生产供应的一站式服务,热仿真技术团队专业指导。
实验室地址: 深圳 提交需求>
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