NEXYS 2 MANUAL DE REFERENCIA

NEXYS 2 MANUAL DE REFERENCIA

La placa de circuito Nexys2 es una plataforma de desarrollo de circuitos completa y lista para usar basada en Xilinx Spartan 3E FPGA. Su puerto USB2 incorporado de alta velocidad, 16Mbytes de RAM y ROM, y varios dispositivos y puertos de I / O lo convierten en una plataforma ideal para sistemas digitales de todo tipo, incluidos los sistemas de procesadores integrados basados ​​en MicroBlaze de Xilinx. El puerto USB2 proporciona alimentación de placa y una interfaz de programación, por lo que la placa Nexys2 se puede utilizar con una computadora portátil para crear una estación de diseño realmente portátil.

El Nexys2 lleva las tecnologías líderes a una plataforma que cualquiera puede usar para obtener experiencia de diseño digital. Puede albergar innumerables sistemas digitales basados en FPGA, y los diseños pueden crecer fácilmente más allá de la placa usando cualquiera o todos los cinco conectores de expansión. Cuatro conectores de módulo periférico de 12 pines (Pmod) pueden acomodar hasta ocho Pmods de bajo costo para agregar funciones como control de motor, conversión A / D y D / A , circuitos de audio y una gran cantidad de interfaces de sensor y actuador. Todas las señales accesibles para el usuario en la placa Nexys2 están protegidas contra cortocircuitos y ESD, lo que garantiza una vida útil prolongada en cualquier entorno.

La placa Nexys2 es totalmente compatible con todas las versiones de las herramientas Xilinx ISE, incluido el WebPack gratuito. Ahora cualquiera puede construir sistemas digitales reales por menos del precio de un libro de texto.

Figura 1: diagrama de bloques y características de la Nexys2[pic 1]

CARACTERÍSTICAS

• 500K-gate Xilinx Spartan 3E FPGA
• Configuración de FPGA basada en USB2 y transferencias de datos de alta velocidad (utilizando el software gratuito Adept Suite)
• Alimentado por USB (también se pueden usar baterías y / o enchufe de pared)
• 16 MB de Micron PSDRAM y 16 MB de Intel StrataFlash ROM
• Flash de plataforma Xilinx para configuraciones de FPGA no volátiles
• Eficientes fuentes de alimentación conmutadas (buenas para aplicaciones con baterías)
• Oscilador de 50MHz más toma para segundo oscilador
• 60 I / O FPGA enrutadas a conectores de expansión (un conector Hirose FX2 de alta velocidad y cuatro cabeceras de 6 pines)
• 8 LED, pantalla de 4 dígitos de 7 segmentos, 4 botones, 8 conmutadores deslizantes
• Se envía en un estuche de plástico con cable USB

FUENTES DE ALIMENTACIÓN

El bus de entrada de alimentación de entrada de la placa Nexys2 puede manejarse desde un cable USB, desde un suministro de 5VDC-15VDC, positivo central, enchufe de pared de 2.1mm, o desde un paquete de baterías. Un bloque de cortocircuito cargado en el puente de "selección de potencia" selecciona la fuente de alimentación. Los circuitos USB siempre se alimentan desde el cable USB; si no hay un cable USB conectado, el circuito USB se deja sin alimentación.

Figura 2: Diagrama de bloques de fuente de alimentación Nexys2[pic 2]

El bus de alimentación de entrada impulsa un regulador de voltaje de 3,3 V que suministra toda la corriente requerida de la placa. Algunos dispositivos requieren suministros de 2.5V, 1.8V y 1.2V además del suministro principal de 3.3V, y estos suministros adicionales son creados por reguladores que toman su entrada del suministro principal de 3.3V. Los suministros primarios se generan mediante reguladores de conmutación altamente eficientes de Linear Tecnología. Estos reguladores no solo usan la potencia del USB de manera eficiente, sino que también permiten que el Nexys2 funcione desde paquetes de baterías durante períodos prolongados.

La corriente total de la placa depende de la configuración del FPGA, la frecuencia del reloj y las conexiones externas. En los circuitos de prueba con aproximadamente 20K puertas enrutadas, una fuente de reloj de 50MHz y todos los LED iluminados, se extraen aproximadamente 200mA de corriente del suministro de 1.2V, 50mA del suministro de 2.5V y 100mA del suministro de 3.3V. La corriente requerida aumentará si los circuitos más grandes están configurados en el FPGA y si hay tarjetas periféricas conectadas. La tabla anterior resume los parámetros de la fuente de alimentación.

La placa Nexys2 también puede recibir alimentación desde (o entregar energía) a una placa periférica conectada a un conector Pmod o al conector de expansión de 100 clavijas grande. Los puentes cerca de los conectores Pmod y del conector de expansión grande (JP1 - JP5) pueden conectar el bus de alimentación de entrada del Nexys2 a los pines de alimentación del conector. Los puentes Pmod se pueden usar para enrutar el bus de alimentación de entrada o 3,3 V regulado a los pines de alimentación Pmod, mientras que el puente de conectores de expansión solo puede establecer o interrumpir una conexión con el bus de alimentación de entrada.

La alimentación USB se suministra a los circuitos USB directamente, pero al resto de la placa a través de un interruptor electrónico (Q1 en el esquema Nexys2). El controlador USB incorporado enciende el interruptor Q1 solo después de informar a la PC host que se extraerán más de 100 mA a través del cable USB (como lo exige la especificación USB). Un host USB puede suministrar solo 500mA de corriente a 5VDC. Al utilizar la alimentación por USB, se debe tener cuidado para garantizar que la placa Nexys2 y las tarjetas periféricas conectadas no extraigan más de 500 mA, o que se produzcan daños en el host. La placa Nexys2 normalmente consume aproximadamente 300 mA de corriente USB, dejando aproximadamente 200 mA para tarjetas periféricas. Si las tarjetas periféricas requieren más corriente de la que puede suministrar el cable USB, se debe usar una fuente de alimentación externa.

La placa Nexys2 usa una PCB de seis capas, con las capas internas dedicadas a los planos VCC y GND . El FPGA y los otros IC de la placa tienen un gran complemento de condensadores de derivación ubicados lo más cerca posible de cada pin de VCC . El enrutamiento de la fuente de alimentación y los condensadores de derivación dan como resultado una fuente de alimentación muy limpia, estable y silenciosa. 

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