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高云小蜜蜂系列FPGA系列教程

从板子整体角度来看，这是一款国产化程度很高的板子，从主控FPGA，到JTAG芯片，存储芯片、电源芯片等，都是使用的国产半导体公司的产品。板子整体尺寸也比较迷你，属于小而美类型的，可以认为是一款FPGA核心板，当然也预留了排针接口，给用户足够的扩展空间。对于想了解高云小蜜蜂SoC软硬件开发，以及对云源软件、MCU开发环境做个深度评测来说足够了。JTAG调试器固件可以增加虚拟串口功能，对于板子本来来说面积不会有改动，只需要添加两根信号线即可。

至此，高云FPGA和MCU开发环境就搭建完成了，整体还是比较简单的，几乎是一键完成，下一篇文章我们进行实际的FPGA和MCU开发。本文是高云FPGA系列教程的第1篇文章。

相比于国外FPGA厂商EDA开发环境，几个G到几十个G的大小，高云云源软件安装包也很小巧，界面也很简洁，综合速度非常快，是我没想到的，好像在使用单片机一样，点一下就编译完成了，以本文简单的LED示例工程为例，比特流文件几乎在几秒钟内生成；无论是下载比特流文件到RAM还是Flash中，速度都很快，而且只有一种fs程序文件格式，不用再进行bit/mcs转换；云源软件自带的编辑器也很好用，和Notepad++界面差不多，而且快捷键很方便，具有基本的自动补全功能。

总的来说，GW1NSR-4C这颗FPGA可以使用的IP核不算太多，但基本的PLL，FIFO，RAM，DSP都有，还有一些非常实用的协议IP，如I2C，SPI，UART主机从机，以及之间的相互转换都有相应的IP，还有一些多媒体相关的IP，可以满足大多数的需求。联合ModelSim仿真也比较简单，只需要添加一个仿真库文件即可完成所有IP的仿真，还是非常方便的。

STM32等单片机，使用J-Link或ST-Link等调试器，可以进行在线调试，由于C代码是顺序执行的，我们可以插入断点，让程序停在我们需要的位置，或者是实时查看一些变量的数值，大大提高了我们Debug的速度，提高产品的开发效率。，连接到FPGA芯片的外部管脚上，如果想查看内部信号，还需要把这些信号定义成Output引出到外部管脚进行了测量，如果是多位数据，这样就会占用大量的管脚，但是此类工具有个优点就是支持多种协议解析，可以非常方便的查看协议的报文数据。当所有的仿真没问题了，才能进行最后一步：板级调试。

官方的参考设计基于DK-START开发板，包括FPGA工程和ARM工程（Keil+GMD），涵盖了所有外设的实例，包括固件库，参考设计，AHB2，APB2，I2C，SPI，UART，TIMER，INTC，WDOG，RTC，FreeRTOS，UCOS_II等等。主函数的功能为，当按键未按下时，板载LED 500ms翻转一次，同时串口输出Release字符串，按键按下时，板载LED 100ms翻转一次，同时输出press字符串。官方提供了非常不错的参考设计，包括FPGA工程，GMD工程，Keil工程，

GW1NSR-4C ARM处理器部分共有两个定时器，这两个定时器都是32位的，可以产生中断请求，也可以对外部输入信号进行计数，这两个定时器都挂载在APB1总线上，时钟源是PCLK1。

高云GN1NSR-4C共有16个GPIO，每个GPIO可配置成输入或输出模式，支持中断输入，触发方式可选择：上升沿、下降沿、高电平、低电平触发。中断优先级可通过NVIC进行设置，支持 0-7 级可编程中断优先级。

GW1NSR-4C ARM部分共有2个串口外设，都挂载在APB1总线上，最高支持波特率921.6Kbit/s，无奇偶校验位，8位数据位，1位停止位，支持高速测试模式 HSTM（High Speed Test Mode），即每个时钟周期输出1位数据，可以在短时间内传输大量数据。官方手册上没有描述发送和接收缓存FIFO的深度，所以不确定是否支持缓存。

cmd-parser，是一款非常轻量、高效的命令解析器，作者jiejie，整个项目只有两个文件：cmd.c和cmd.h，采用哈希算法进行匹配，匹配速度非常快，占用资源也很少。cmd-parser遵循开源协议。鼓励代码共享和尊重原作者的著作权，可以自由的使用、修改源代码，也可以将修改后的代码作为开源或闭源软件发布，但必须保留原作者版权声明。国内推荐使用Gitee码云平台访问。

命令自动补全快捷键功能定义命令权限管理用户管理变量支持代理函数和参数代理解析代码完全开源，并遵循MIT开源协议，Github收获近1K Star。目前还保持更新状态，最近的一次提交是2023.07.25。

一个小巧简单易用的事件驱动型按键驱动模块，可无限量扩展按键，按键事件的回调异步处理方式可以简化你的程序结构，去除冗余的按键处理硬编码，让你的按键业务逻辑更清晰。MultiButton 项目遵循MIT开源许可协议，允许使用者自由的分发和修改，许可证条件比较宽松，目前已经收获了1042个Star。MultiButton 采用标准C语言开发，基于面向对象的设计思想，每个按键对象使用一个独立的数据结构进行管理。PRESS_DOWN，按键按下，每次按下都触发PRESS_UP，按键弹起，每次松开都触发。