NES(FC) FPGA游戏卡开发笔记(2)---- 开发环境搭建(FPGA/CPU选型篇)

文章讨论了国产FPGA如安路、智多晶、高云和AGM等的选择,侧重于资源、开发资料和开发板的考量。作者需要两个FPGA和一个CPU,要求包括特定的接口和内存资源。智多晶SA5Z-30因其内置CPU核和丰富的资源被提及,但价格较高。安路和高云的开发板也作为备选,而AGM的AG32VF407带有RISC-V核。此外,文章还提到了CPU选型,选择了雅特力科技的AT32F403RCT。

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目录

我的需求

国产的FPGA哪个适合我呢?

智多晶SA5Z-30

小梅哥SA5Z-30开发板

开发资料和开发软件

总结

安路EF2L45LG144 FPGA开发板

高云小蜜蜂系列FPGA GW1N

傲格芯(AGM)

1K FPGA选型

CPU选型


为了支持国产芯片事业,优先选择国产的FPGA和CPU。

国产的便宜?国产的能买到吗?国产的开发板多吗?国产的开发资料多吗?开发资料详细吗?Bug多吗?

这几天网上搜了下资料,也下载了相关的资料文档,开发软件,简单使用了一下,说说其中的感受吧。

我的需求

整个方案是需要两个FPGA,一个CPU。这个和N8 Por一样。

1)CPU需要SDIO和usb。没有SDIO,至少也有2个以上的SPI,一个接tf卡,一个接外部flash,或者一个接FPGA,配置FPGA,下载游戏rom。usb可有可无,实在没有用串口和主机连接。CPU至少提供256KB的片内flash,64KB的SRAM,越多越好。最好提供方便使用的BSP包。没有的话CPU资料详细也可以。因为要做个sdio或者spi固件实现,fatfs文件系统。usb固件实现。

2)FPGA,一个1K,一个6K左右的逻辑单元,开发软件要求不高,综合和仿真,下载调试。FPGA新手,功能多了学习不过来。仿真和调试要求稍微高些,方便发现问题。

3)考虑带cpu核的FPGA,可以少一块芯片,需要资源同上。

4)mapper FPGA开发板能提供100个pin左右的IO接口。

国产的FPGA哪个适合我呢?

以前没关注,现在国内的FPGA厂商还不少,紫光同创,安路,智多晶,易灵思,高云,京微齐力,AGM(傲格芯)等等等。

由于前几年芯片荒,不知道现在改善了没有,从淘宝查看了一下这些家的开发板,低端的选择其实不是很多,或者根本没有芯片卖。比较合适的是安路,智多晶,高云,AGM。其他的太高端,低端玩家基本没戏。

如果选择带CPU核FPGA的需要关注资料中CPU相关资料是否详细。纯FPGA只要关注开发板资源是否够,开发软件是否方便使用。

智多晶SA5Z-30

小梅哥SA5Z-30开发板

9和15可以使用的GPIO口。一共是78根线。有些不用的接口也可以使用。9原来是准备LCD的,有些接口以及定义为VCC和G,连线的时候需要注意不要使用这些接线。

另外的考虑是这个FPGA带arm m3核,板上带usb-uart接口,spi-sd卡,flash和sram。只要自制一块带2个SRAM(存放PPU和CPU的ROM),3.3v-5v电压转接芯片,就可以进行开发 。

优势:内置Cortex-m3硬核,3万的逻辑单元(太多了?),开发板基本满足最低要求,除了IO口稍微有点少。

劣势:网上SA5Z-30的只有这一种,其他智多晶的低端FPGA也是这种开发板。SA5Z-30太贵了。一片可以买其他好几种芯片了。CPU提供128KB指令RAM和32KB数据RAM,对我的需求来说有点少。

开发资料和开发软件

官网提供了SA5Z-30的数据手册和器件概述文档。从嵌入式开发者角度来说,CPU的支持的外设很少(或者可以说基本没有),需要用户用FPGA去实现?对CPU的描述的文档非常简单,用户如何使用,如何运行代码,配置寄存器(有没有寄存器?)。

淘宝店家小梅哥提供的网上开发资源(这个比官网的多些):

芯路恒资料与技术支持专区 - 芯路恒电子技术论坛 - Powered by Discuz!

 

设计实例有些verilog和m3核的实现实例。M3核的实现中还有ucos的移植代码。具体在芯片上怎么使用可能需要阅读这些代码了,资料还是有点上,对FPGA开发新手来说需要折腾。

官网提供的FPGA开发软件是hqfpga(海麟)。

 简单安装使用了一下,从RTL综合,布线,生产bit stream文件下载调试。基本满足我的要求。

没提供仿真和调试分析(我没具体用过,不知道这些怎么去做,有可能可以用第三方的软件去做)。和国外的Quartus相比还是差距很大,一步一步来吧。

总结

可能能满足我的需求,但开发难度有些大,很多资源接口需要自己去实现。CPU片内资源比较少。

安路EF2L45LG144 FPGA开发板

安路的小精灵系列FPGA,EF2/EF3可以满足要求。淘宝上有EF2的开发板,IO管脚够用,串口转usb,(IO口是3.3v的吗?)。低端开发板的差不多就下面这种,可选余地不是很多。

官网提供芯片资料和软件下载,下载了数据手册,其他应用例程开发指南资料需要注册会员,我注册了会员告诉会员等级不够,还是不能下载。有可能淘宝店家可以提供更多了开发资料。

高云小蜜蜂系列FPGA GW1N

 淘宝上GW1N系列的开发板大部分是邮票板,提供的IO口太少。

官网提供的资料也比较多,在国产FPGA厂商中算不错的,带核的芯片没有开发板,也就没有关注。开发软件Gowin下载了个教育版,正式版需要申请license。教育版支持的芯片大概就几种了。

使用流程国内软件的都差不多,不在详述。

傲格芯(AGM)

AG32VF407(带RISC-V核)

考虑了两个开发板,第一种FPGA带CPU,第二种不带。

官网资料下载提供了数据手册和supra FPGA开发软件。比较少。

另外一个http://www.tcx-micro.com 提供了比较多的开发资料。

因为一开始关注的是AG32VF407(兼容STM32F407?,其实资源比F407要少。),并下载了嵌入式软件开发环境(risv-v),支持VS-code下的Platformio开发环境。具体使用说明见下一篇。

后考虑资源之后,觉得还是纯FPGA比较合适。

1K FPGA选型

低端的1K FPGA开发板很多,IO基本够,选择AGM的就可以。

CPU选型

国产MCU很多,因只要看芯片上的资源信息,很快就决定选择雅特力科技的AT32F403RCT,文档和代码例子也足够。片内提供:256KB flash 和96KB sram(224KB怎么使能?)

外部接口SDIO/SPI/USB

外部可以接四个SRAM或flash(四个片选),比如直接连三个SRAM进行访问。

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