Thiết kế hệ thống xử lý ảnh video trên FPGA (CycloneII), chương 9 docx

Chương 9: Chip FLEX 10K
Board UP2 Education cung cấp các tài nguyên hỗ trợ cho
chip FLEX10K. Chân của chip FLEX10K được gán lại cho công
tắc và LEDs trên mạch.
 Kết nối JTAG chain với cáp ByteBlaster II.
 Socket cho cấu hình thiết bò EPC1.
 Hai nút công tắc tạm thời.
 Một công tắc DIP thuộc hệ 8.
 Hai Led 7 đoạn.
 Bộ dao động trên mạch (25.175 Mhz)
 Cổng VGA
 Cổng chuột
 Ba cổng mở rộng, mỗi cổng 42 chân I/O và 7 chân toàn
cục.
a. Nút ấn FLEX_PB1 và FLEX_PB2
FLEX_PB1 và FLEX_PB2 là 2 nút ấn để cung cấp tín hiệu
ở mức thấp cho 2 chân đa năng I/O trên chip FLEX10K.
FLEX_PB1 nối với chân 28 và FLEX_PB2 nối với chân 29
của FLEX10K. Mỗi nút ấn được kéo lên thông qua điện trở
10K
Ω.
b. Công tắc FLEX-SW1
FLEX-SW1 gồm 8 công tắc cung cấp các tín hiệu ở mức
logic cho 8 chân đa năng I/O của chip FLEX10K. Chân lối vào
được đặt ở mức 1 khi bật công tắc và được đặt ở mức 0 khi đóng
công tắc. Bảng 6 là danh sách cho thiết kế chân cho mỗi công
tắc.
Switch Chân FLEX10K
FLEX_SWITCH-
1
41

FLEX_SWITCH-
2
40
FLEX_SWITCH-
3
39
FLEX_SWITCH-
4
38
FLEX_SWITCH-
5
36
FLEX_SWITCH-
6
35
FLEX_SWITCH-
7
34
FLEX_SWITCH-
8
33
Bảng 6: Thiết kế chân cho FLEX_SW1
c. FLEX_DIGIT
FLEX_DIGIT là 2 con số của led 7 đoạn được nối trực tiếp
đến chip FLEX10K. Mỗi đoạn LED sẽ sáng khi mức logic 0
được truyền cho chân I/O đã nối với FLEX10K. Hình 4 cho biết
tên của mỗi đoạn.
Đoạn hiển
thò
Chân cho led 1 Chân cho

led 2
a 6 17
b 7 18
c 8 19
d 9 20
e 11 21
f 12 23
g 13 24
Decimal
point
14 25
Bảng 7: Liệt kê các chân gán cho mỗi đoạn LED
d. Giao diện VGA
Giao diện VGA cho phép chip FLEX10K điều khiển
monitor bên ngoài. Giao diện bao gồm một mảng các diod –
điện trở đơn giản và một bộ nối D-sud 15 chân (được đặt tên là
VGA), nơi mà monitor có thể kết nối với board. Mảng diod –
điện trở và bộ nối D-sud 15 chân được thiết kế để tạo ra mức
điện thế sao cho phù hợp với tiêu chuẩn của VGA.
Thông tin về bản chỉ dẫn màu, cột và hàng của màn hình
được gởi từ chip FLEX10K đến monitor qua 5 tín hiệu. Ba tín
hiệu VGA là đỏ, xanh lá cây và xanh dương và 2 tín hiệu khác
là 2 tín hiệu đồng bộ dọc và đồng bộ ngang. Những tín hiệu này
cho phép hình ảnh được ghi vào màn hình monitor.
Tín hiệu Chân nối D_sub Chân FLEX 10K
Đỏ 1 236
Xanh lá cây 2 237
Xanh dương 3 238
GND 6,7,8,10,11 -
Đồng bộ ngang 13 240

Đồng bộ dọc 14 239
Không nối 4,5,9,15 -
Bảng 8: Danh sách bộ nối D-sub và chip FLEX10K.
e. Bộ nối chuột
Giao diện của chuột là bộ nối gồm 6 chân mini-DIN cho
phép chip FLEX10K nhận dữ liệu từ chuột hoặc bàn phím qua
cổng PS/2. Mạch cung cấp nguồn cao thế và mass để kết nối với
chuột hay bàn phím. Chip FLEX 10K gửi ra tín hiệu
DATA_CLOCK cho chuột và nhận tín hiệu dữ liệu từ chuột.
Tín hiệu từ
chuột
Chân
Mini_DIN
Chân FLEX
10K
MOUSE_CLK 1 30
MOUSE_DATA 3 31
Cao thế 5 -
GND 2 -
Bảng 9: Liệt kê các tên tín hiệu kết nối đến chân mini-DIN
và chân FLEX 10K.
f. FLEX_EXPAN_A, FLEX_EXPAN_B và
FLEX_EXPAN_C
FLEX_EXPAN_A, FLEX_EXPAN_B, FLEX_EXPAN_C là
hai hàng chân giao tiếp để truy xuất tín hiệu các chân I/O và các
tín hiệu toàn cục trên FLEX10K, cao thế và mass. Hình 6 biểu
diễn số quy ước cho các giao tiếp.
Hình 6: Quy ước số chân giao tiếp với FLEX_EXPAN_A,
FLEX_EXPAN_B, FLEX_EXPAN_C
Bảng 10: Kết nối giữa FLEX10K và các tín hiệu

FLEX_EXPAN_A
Số thứ tự giao
tiếp
Tín hiệu/
chân
Số thứ tự giao
tiếp
Tín hiệu/ chân
1 RAW 2 GND
3 VCC 4 GND
5 VCC 6 GND
7 NC 8 DI1/90
9 DI2/92 10 DI3/210
11 DI4/212 12 DEV_CLR/209
13 DEV_OE/213 14 DEV_CLK/211
15 45 16 46
17 48 18 49
19 50 20 51
21 53 22 54
23 55 24 56
25 61 26 62
27 63 28 64
29 65 30 66
31 67 32 68
33 70 34 71
35 72 36 73
37 74 38 75
39 76 40 78
41 79 42 80
43 81 44 82

45 83 46 84
47 86 48 87
49 88 50 94
51 95 52 97
53 98 54 99
55 100 56 101
57 VCC 58 GND
59 VCC 60 GND
Bảng 11: Kết nối giữa FLEX10K và các tín hiệu
FLEX_EXPAN_B
Số thứ tự giao
tiếp
Tín hiệu/
chân
Số thứ tự giao
tiếp
Tín hiệu/ chân
1 RAW 2 GND
3 VCC 4 GND
5 VCC 6 GND
7 NC 8 DI1/90
9 DI2/92 10 DI3/210
11 DI4/212 12 DEV_CLR/209
13 DEV_OE/213 14 DEV_CLK/211
15 109 16 110
17 111 18 113
19 114 20 115
21 116 22 117
23 118 24 119
25 120 26 126

27 127 28 128
29 129 30 131
31 132 32 133
33 134 34 136
35 137 36 138
37 139 38 141
39 142 40 143
41 144 42 146
43 147 44 148
45 149 46 151
47 152 48 153
49 154 50 156
51 157 52 158
53 159 54 161
55 162 56 163
57 VCC 58 GND
59 VCC 60 GND
Bảng 12: Kết nối giữa FLEX10K và các tín hiệu
FLEX_EXPAN_C
Số thứ tự giao
tiếp
Tín hiệu/
chân
Số thứ tự giao
tiếp
Tín hiệu/ chân
1 RAW 2 GND
3 VCC 4 GND
5 VCC 6 GND
7 NC 8 DI1/90

9 DI2/92 10 DI3/210
11 DI4/212 12 DEV_CLR/209
13 DEV_OE/213 14 DEV_CLK/211
15 175 16 181
17 182 18 183
19 184 20 185
21 186 22 187
23 188 24 190
25 191 26 192
27 193 28 194
29 195 30 196
31 198 32 199
33 200 34 201
35 202 36 203
37 204 38 206
39 207 40 208
41 214 42 215
43 217 44 218
45 219 46 220
47 221 48 222
49 223 50 225
51 226 52 227
53 228 54 229
55 230 56 231
57 VCC 58 GND
59 VCC 60 GND