灵泛LinFan: 基于FPGA的IC热管理系统

LinFan是我做的一个高效的FPGA热管理系统，提供温度检测、风扇控制、RPM反馈、OLED显示等功能。它可以作为更复杂的嵌入式系统的基础模块。

它是一种基于可编程硬件FPGA的硬件控制器，可以实现自动热控制，帮助释放FPGA项目的性能。它是基于FPGA（Zynq XC7Z020）开发的智能热管理系统，旨在优化IC器件的散热效果，提高系统稳定性和性能。传统的商用热管理系统通常依靠EC（嵌入式控制器）来控制风扇速度，而LinFan则使用可编程硬件FPGA来实现自动热控制，可以作为一个IP核添加到更大的FPGA项目中，使项目的性能得到充分释放。

这个项目名为“灵泛”，在长沙话里的意思是“聪明”。此外，LinFan还包含英语单词“Fan，风扇”。

这个项目在github上已经开源，目录中有更详细的原理技术文档：https://github.com/gfdbat/LinFan_v0

也可以参考我的知乎：https://zhuanlan.zhihu.com/p/28973242254

在FPGA上尝试Linfan

首先需要确保：

• 配备XADC的AMD Xilinx FPGA
• 4针PWM调速风扇
• 4针IIC接口OLED显示屏（分辨率128*64，我项目中的控制器为SH1106）
• [可选]4个七段数码管，

请按照以下步骤操作：

• 创建一个Vivado项目，并将RTL代码添加到该项目中（顶部模块：embedded_ctrl.v）
• 设置时钟限制。PL的时钟需要设置为50MHz。
• 设置引脚约束以约束风扇的TACH和PWM接口，以及屏幕IIC接口的SCL和SDA接口。确保TACH、SCL和SDA接口配置为PULLUP模式。
• 重要提示：根据你的OLED控制器用户手册，修改OLED_data_gen.v中的OLED初始化命令
• 最后，生成比特流！

如果你想配置一些参数：

• 目标片上温度（默认40℃）
  • 在embedded_ctrl.v中，更改cooler_ctrl_tempTarget实例中的temp_target
• 风扇开始运行的阈值（默认值为实际温度和预设温度之间的+-1度差）
  • 在cooler_ctrl_tempTarget.v中，修改TEMP_THRESHOLD的参数（10*0.1'C==1'C）
• 写入像素的频率（默认值为200，基本上是我的OLED屏幕的极限）
  • 在oled_data_gen.v中，修改WR_WAIT_TIME的参数
• PWM频率
  • 在pwm_output.v中，修改分频因子（默认为20，从50MHz生成2.5MHz）

TroubleShooting

• 如果OLED显示屏在5V下不稳定，那么试试3.3V