AG1280Q48 最小系统板 V1

AG1280Q48 最小系统

版本 V1.0

• 外形和引脚定义参考了 Arduino Pro Mini，四层板
• 只需单路 3.6V~5.5V电源供电，板载两路 LDO，IO 电平为 3.3V
• 其他板载外设包括：有源晶振，SPI Nor Flash，按键，烧写接口，灯
• SPI Flash 供电带二极管，可以从背面飞线出来独立烧写
• 我的做完已经吃灰了

AG1280Q48 简介

• 自称 CPLD，但我觉得是个内置 Flash 的 FPGA。。
• LUT4+Carry+FF(chain) 的 Logic Slice 结构
• 1280 LUTs, 1 PLL, 14*4.5kbit Block RAM
• 便宜
• 下载器也便宜，某宝十几块的 USB Blaster 就能用

教程 1：使用内置 PLL 点亮板载的 LED

这个教程：

• 通过使用内置 PLL 的无输入模式产生一个不怎么准确的时钟
• 使用该时钟点灯，并随便生成一点什么东西到其他 IO 上，以证明它们没坏

1.1 安装软件

该系列 FPGA/CPLD 需要用到 Quartus II 进行逻辑综合，使用自有的软件 Supra 进行 Map, Place & Route 等。

首先安装 Quartus II 13.1 以及相应版本的 Cyclone IV 系列器件库。
官网传送门
另外别去下最新版，我踩过坑了（）
至于 Quartus II 的正确安装方式，请自行搜索。

然后安装 AGM 的软件 Supra，下载链接可以在 官网的这里 找到。
在等待百度云下载结束的一天内，您可以先去干点别的。

1.2 安装软件（第二天）

以 Windows 系统为例，解压下载到的 Supra 压缩包到合适的位置。
Supra 无需安装，启动时运行 bin/Supra.exe 即可。

1.3 在 Supra 中新建工程

运行 Supra，选择 File - Project - New Project：


新建一个叫做 blinky1280 的工程，按图填写好工程目录和工程名称，点击 Save。

1.4 在 Supra 中使用内置 PLL

由于我们需要使用内部的 PLL，所以需要先创建 IP。
在 Supra 中创建 IP 的步骤如下，选择 Tools - Create IP - Create PLL :

这里我们将该 IP 生成的 Verilog 模块命名为 inpll；PLL Type 选择 PLLX；Input Frequency 随便写；Feedback Mode 选择 NO_REFERENCE；output count 选择 1；Output 1 的输出频率填写为 25MHz；点击 Generate：

下面会打印出实际且大概也不太准的频率。
然后在工程目录下会生成 inpll.ip 和 inpll.v 两个文件，前者需要在编译时在 Supra 中引入，后者则是点灯代码中需要例化的 PLL 模块原型。

1.5 建立 Quartus II 工程并完成逻辑综合

点击 Tools - Migrate，按照图中填写工程细节：

点击 Next 后，运行 Quartus II，打开工程（目录下的 blinky1280.qpf），该工程中自动包含了一个 blinky1280.v。
打开该文件，并编写点灯代码：

module blinky1280 (
	input wire clk,
	input wire rst_n,
	output wire led,
	output [17:0] gpio
);
	
	wire clk_pll_o;

	inpll pll_inst (
		.clkin(clk),		// PLL.clkin MUST connect to PIN_XX_GB
		.clkfb(clk_pll_o),
		.pllen(1'b1),
		.resetn(rst_n),
		.clkout0en(1'b1),
		.clkout1en(1'b0),
		.clkout2en(1'b0),
		.clkout3en(1'b0),
		.clkout0(clk_pll_o),
		.clkout1(),
		.clkout2(),
		.clkout3(),
		.lock()
	);

	reg [24:0] counter;
	
	assign led = counter[24];
	assign gpio[17:0] = counter[23:6];
	
	always @(posedge clk_pll_o or negedge rst_n) begin
		if (!rst_n) 
			counter <= 25'b0;
		else
			counter <= counter + 1;
	end

endmodule

保存该文件。
然后，确定一下将 PLL IP 设置为 Design Partition：

选择 Quartus II 中的 Tools - Tcl Scripts，选择目录下的 af_quartus.tcl 并运行：

1.6 Place & Route

当 Quartus II 完成逻辑综合后，回到 Supra，点击 Next：

在这里先不要点 Finish，先打开工程目录下的 blinky1280.asf 分配引脚：

set_location_assignment PIN_13 -to clk 
set_location_assignment PIN_48 -to led 
set_location_assignment PIN_41 -to rst_n 

set_location_assignment PIN_9 -to gpio[0]
set_location_assignment PIN_11 -to gpio[1]
set_location_assignment PIN_12 -to gpio[2]
set_location_assignment PIN_14 -to gpio[3]
set_location_assignment PIN_15 -to gpio[4]
set_location_assignment PIN_16 -to gpio[5]
set_location_assignment PIN_17 -to gpio[6]
set_location_assignment PIN_18 -to gpio[7]
set_location_assignment PIN_19 -to gpio[8]
set_location_assignment PIN_20 -to gpio[9]
set_location_assignment PIN_22 -to gpio[10]
set_location_assignment PIN_23 -to gpio[11]
set_location_assignment PIN_25 -to gpio[12]
set_location_assignment PIN_42 -to gpio[13]
set_location_assignment PIN_43 -to gpio[14]
set_location_assignment PIN_44 -to gpio[15]
set_location_assignment PIN_45 -to gpio[16]
set_location_assignment PIN_46 -to gpio[17]

保存，其他参数默认就行，点击 Finish，Supra 就会开始 Place & Route。
一切顺利会输出这样：

如果不顺利，那就自己多试试，解决不了建议换回 Altera，或者期待天降原厂 FAE

1.7 烧写

准备一个 USB Blaster，我试过淘宝十几块的和正点原子的，都可以用，区别是便宜的慢。
先将 USB Blaster 按照引脚定义对应连接到板子上，然后板子上电，将 USB Blaster 接入电脑。
在 Supra 中打开 Tool - Program，点击 Query Device ID；
AG1280Q48 的 Device ID 是 0x00120010，如果正确连接会读到这个数值。
选择刚刚生成的烧录文件，其中：

• blinky1280_sram.prg 是烧写到内部 SRAM 的，掉电后丢失
• 需要掉电保存的话选择 blinky1280_hybird.prg

这里以 SRAM 为例。烧写成功如下图，这时板子上的灯应该就会闪了。


用示波器测量其他引脚，能看到方波输出：

教程 2：吃灰

将点灯后的板子用立创商城的防静电袋子装起来，这里使用了这个板子上用的 LDO 的袋子。
里面还需要放上每次打板送的干燥剂，并尽量排出空气：


然后找个地方摆起来。
吃灰时需要注意，避免外力挤压；避免滑落后踩到；避免不慎食用；不要加入鸡蛋。

其他资料 & 参考

教程 1 涉及到的代码及烧录文件见附件，可用于快速测试好坏。

其他参考：
【LED灯屏控制器】国产FPGA之 AG10KSDE176 初探（1） - ReCclay 该链接中的网盘链接包含 Supra 的使用手册
【LED灯屏控制器】AG10K 烧录程序（2） - ReCclay
AGM技术问题解答集锦-海振远科技 （我没去要这个的完整版