【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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产品型号
|
品类
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封装
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LUTS
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Flip-Flops
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Slices
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CLB
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Flash(Kbits)
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Max Distributed Ram (Kbits)
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Embedded memory
（Kbits）
|
Number of Block SRAM(9 Kbits/block)
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Embedded
18x18multipliers
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General purpose PLLs+DLLs
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Global Clock Networks
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User I/O Banks
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Max user I/O(注1)
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SL2E-5E-8W81I
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FPGA
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81-ball WLCSP,0.4mm
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5040
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5040
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2520 (LUT:FF=1:1)
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630
|
512
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40
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108
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12
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16
|
2+2
|
16
|
6
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199
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配备KEYSIGHT网络分析仪，可测量无线充电系统发射机/接收机线圈的阻抗，电感L、电阻R、电感C以及品质因数Q，仿真不同充电负载阻抗下的无线充电传输效率。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
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可加工PCB层数：1-30层；板材类型：FR4板/铝基板/铜基板/刚扰结合板/FPC板/高精密板/Rogers高频板；成品尺寸：5*5mm~53*84cm；板厚：0.1~5.0mm。
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