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EP4CE30 VER2.0 Cyclone IV FPGA 核心板

SDRAM、SRAM、并行 FLASH 三组存储器各走各的地址数据总线,157 路独立 IO 全引到扩展口。单买核心板是 NIOS II 的最小系统,配上 EDA6.1 底板就是一套 57 个例程的 SOPC 实验系统。

28848 LE 157 路独立 IO SDRAM 32MB SRAM 4Mbit 并行 FLASH 16MB 6 层板
核心板 · VER 2.0
EP4CE30 VER2.0 FPGA 核心板EP4CE30F23

Cyclone IV,FBGA484 封装,28848 个逻辑单元。板载 16M×16 SDRAM、256K×16 独立总线 SRAM、16MB 并行 FLASH 与 EPCS64 配置芯片,配套原理图、例程和 NIOS II 工程。

标准配置EP4CE30F23 + EPCS64 + 256K×16 SRAM
配置 FLASH 可升 EPCS128,SRAM 可升 512K×16,SDRAM 可扩到 32M×16;底板标配 EDA6.1,也可换 EDA4.1 / 5.1 / 7.0。价格随配置变化,下单前请确认型号。
逻辑单元28,848 LE
SDRAM 容量32 MB
SRAM 容量4 Mbit
独立 IO157 路
原理图 + 例程源码
可开票、支持批量
Quartus 11.0sp1 工程
技术问题工程师跟进
01 为什么选这块核心板

这块板的重点是存储器不挤在一条总线上:SDRAM 走一组、SRAM 走一组、并行 FLASH 再走一组。跑 NIOS II 做图像或网络时,取指、缓存、存储互不打架。

28848 LE,放得下软核

EP4CE30F23C8N:28848 逻辑单元、608256 bit RAM、132 个 9×9 乘法器、4 个 PLL、20 路全局时钟,最多 533 个用户 IO。NIOS II 核 + SDRAM 控制器 + 外设驱动一起放,余量还够。

三组存储器,各走一条总线

SDRAM(MT48LC16M16,16M×16)、SRAM(IS61LV25616,10ns)、并行 FLASH(AM29LV128,16MB)都带独立地址数据总线,不用共享总线分时切换。

6 层板,存储器贴着 FPGA

高速 6 层布线,手工布板并做 EMC 仿真,SDRAM / SRAM / FLASH 都就近布局、走线短 —— NIOS II 系统能稳定跑在 100MHz 以上。

157 路独立 IO,五个扩展口

J6 38 + J7 38 + J10 26 + J3 44 + J4 11 = 157 路。2.54mm 与 2.0mm 两种间距都有,接自家底板、杜邦线外扩或自家板,按手头的座子挑一个。

直插 EDA 底板

J6 对底板 J6、J7 对 J7,插上 EDA6.1(标配)/ 4.1 / 5.1 / 7.0 或实验箱,数码管、12864、VGA、矩阵键盘、继电器、以太网一次配齐。

资料和例程是整套的

两张 DVD:原理图、Quartus 11.0sp1 工程、31 个 EDA 例程 + 26 个 NIOS II 例程,还有 uClinux、TCP/IP、SignalTap II 的教程,拿到就能照着重跑一遍。

02 板载资源一览

整板 17 项外设,参数取自《EP4CE30 VER2.0 实验指导和使用说明》。

#外设数量型号 / 说明
01FPGA1EP4CE30F23C8N(FBGA484,Speed Grade 8):28848 LE、608256 bit RAM、132 个 9×9 乘法器、20 路全局时钟、最多 533 用户 IO、4 个 PLL。
02PCB—6 层高速布线,手工布板并做 EMC 仿真,存储器靠近 FPGA 布局。
03配置 FLASH1标配 EPCS64(64Mbit),可选 EPCS128(128Mbit);支持多配置文件,也可存 NIOS 程序与用户数据。
04SDRAM1MT48LC16M16,16M×16(256Mbit / 32MB),最高 133MHz;预留扩展 IO,可换 32M×16(64MB)。独立地址数据总线。
05SRAM1IS61LV25616,256K×16(4Mbit),10ns;可选 IS61LV51216(512K×16,8Mbit)。独立地址数据总线 + 独立字节使能。
06并行 FLASH1AM29LV128,16M×8(128Mbit / 16MB),90ns;独立地址数据总线,可存 NIOS 程序或用户数据,也可做文件系统。
07时钟240MHz(Y1)+ 50MHz(Y2)有源晶振,接全局时钟引脚;另引出 4 路外部时钟输入,可自行更换频率。
08LCD1602 接口1J4,标准 1602 字符屏接口,带背光,NIOS IP 核直接驱动;不接屏时作 11 路独立 IO。
09数码管22 位 7 段 LED 数码显示,独立 IO 控制,可直接做计数、时钟显示实验。
10LED44 个独立 LED(LED1 ~ LED4),各占一路独立 IO。
11琴键开关4S1 ~ S4,带上拉,可作按键输入;与底板的 8 个按键一起可组 12 路键盘。
12系统复位1S5,带上拉的复位按键,也可作为用户按键使用。
13RS2321标准 RS232 接口,MAX232 电平转换,与底板串口独立,可同时使用。
14电源35V 输入;板载 LDO 产生 3.3V/3A、2.5V/800mA、1.2V/800mA,全部引出可测。
15JTAG1在线调试 FPGA、读写 FLASH、固化程序,支持 SignalTap II。
16AS 端口1EPCS 串行 FLASH 编程口,调试完成后用它把程序固化到配置芯片。
17扩展 IO5J6 38 + J7 38 + J10 26 + J3 44 + J4 11 = 157 路独立 IO,2.54mm 与 2.0mm 两种间距。
并行 FLASH 在资源表里写作 AM29LV128(16M byte),手册电路分析章写作 AM29LV128 / 16M×8;两种写法指同一颗芯片。
03 布局与标注

标注用的是原理图里的网络名,和光盘里的原理图、引脚映射表一一对应,查信号不用再猜。

EP4CE30 VER2.0 核心板顶层布局标注图
顶层布局 EP4CE30F23C8N 居中,左侧 5V 输入与电源开关,右侧 EDA 底板对接的 J7,上下分别是 J11 / J3 与 J6 / J10。
EP4CE30 VER2.0 核心板背面布局标注图
背面布局 配置芯片、供电芯片与两路有源晶振都放在背面,正面留给 FPGA 和存储器,插底板时不打架。
EDA6.1 底板
EDA6.1 底板 标准配置里的那块底板:12864 液晶、8 位数码管、矩阵键盘、VGA、以太网、USB、继电器一次配齐。
04 接口规格与引脚速查

五个扩展口合计 157 路独立 IO。接自家设备前先看间距:J6 / J7 / J4 是 2.54mm,J10 与 J3 是 2.0mm。

扩展口规格

接口间距独立 IO说明
J62.54mm38主扩展口,接 EDA 底板 J6;含 CLK1~CLK3、VGA、PS/2、SD 卡等网络
J72.54mm38主扩展口,接 EDA 底板 J7;含 LCD、USB、以太网、SD 数据线
J102.00mm26高密度扩展口,PIN27 / 28 可选 3.3V 或 5V 供电,默认 3.3V
J32.00mm44高密度扩展口,接 2.0mm 排线的自制底板
J42.54mm11LCD1602 接口,兼作 11 路扩展 IO
合计—15738 + 38 + 26 + 44 + 11

常用引脚速查

功能网络名FPGA 引脚
LED1 ~ LED4LED0 / LED1 / LED2 / LED3AB14 / AA14 / W14 / V14
按键 S1 ~ S4S1 / S2 / S3 / S4T1 / T2 / AA3 / Y3
系统复位 S5SYSRESETE4
40MHz 时钟CLKY1G22
50MHz 时钟CLKY2G1
串口 RXD / TXDRXD / TXDB16 / A16
LCD1602 数据LCD_D0 ~ LCD_D7AB13 / AA13 / Y13 / W13 / V13 / V15 / V16 / U16
LCD1602 控制LCD_E / LCD_RW / LCD_RSU13 / T12 / V12
EPCS 配置DATA0 / DCLK / NCS / ASDIK1 / K2 / E2 / D1
SDRAM 时钟 / 控制SDRAM_CLK / WE / CAS / RAS / CS / CKEU1 / N5 / P7 / P6 / P5 / V2
SRAM 控制SRAM_CE / WE / OE / UB / LBY21 / AA17 / R22 / U21 / P17
并行 FLASH 控制FLASH_CE / WE / OEF9 / D6 / E9
完整逐针对照(J6 / J7 / J3 / J10 全部引脚、SDRAM 地址数据线、SRAM 18 位地址与 16 位数据)见配套光盘内的原理图与《引脚映射表.xls》。
1

两种供电方式

  • 单独用核心板:插标配 5V/1A 直流开关电源,走板上 DC 座。
  • 插在 EDA 底板上:由底板供电,核心板不要再单独接电源。
  • 3.3V / 2.5V / 1.2V 三路电源都引出了测试点,方便用表量。
2

接底板注意方向

  • 核心板 J6 对底板 J6、J7 对底板 J7,不要插错位置或插反方向。
  • 插到底板后系统变大,容易出现外设冲突,不用的外设要屏蔽。
  • 先对照手册和底板原理图确认,再上电调试。
J10 的 PIN27 / 28 可选接 3.3V 或 5V,出厂默认 3.3V,需要 5V 时改电阻配置。
05 插上模块,能长成什么系统

下面都是实拍:一块核心板加上现成的底板与模块,拼起来就是一台完整设备,不用另做转接板。

EDA6.1 底板

1核心板 + EDA6.1 底板

标准配置就是这个组合:12864 液晶、8 位数码管、矩阵键盘、VGA、以太网、USB、继电器全部可用,一套 EDA + SOPC 综合实验系统。

核心板接 TFT2.8 触摸屏与摄像头

2TFT2.8 触摸屏 + 摄像头

40PIN 接口直插 TFT2.8 触摸屏,扩展口挂 30W 像素摄像头,从采集到显示一条链路跑通,做实时回放和图像处理最直观。

核心板与 TFT、摄像头另一角度实拍

3摄像头 + 屏,换角度再看

同一套组合的另一侧:核心板竖插、屏与摄像头分列两侧。JTAG、AS、串口、电源都还露在外面,调试不用拆线。

EDA6.1 底板 12864 中文菜单与按键实验

412864 点阵屏中文菜单

底板的 128×64 图形点阵液晶跑中文菜单,按键盘实时响应 —— 例程光盘里对应「LCD12864 汉字中文显示实验」(VERILOG / VHDL 两版都有)。

06 标配的 EDA6.1 底板有什么

核心板只引出 IO,真正做实验靠底板。标准配置就带这块板,20 项外设覆盖数字逻辑、接口、控制、网络四类实验。

#外设数量型号 / 说明
01图形点阵液晶1板载 128×64 图形点阵液晶,另留一个 12864 接口,可选串行或并行方式驱动。
02字符液晶3板载一个 16×2 字符液晶接口;加上核心板的 LCD1602 与 TFT 插座,三块屏都是独立 IO,可同时驱动。
03数码管88 位七段高亮度数码管,独立 IO 控制。
04键盘与开关8+88 个拨码开关(平时拉高)+ 8 个琴键按键 + 1 个 4×4 矩阵键盘接口;连同核心板 4 个按键,琴键按键共 12 路。
05EEPROM124LC04,512×8bit,IIC 接口。
06实时时钟1DS1302,年/月/日/周/时/分/秒计时,带闰年补偿与后备电池充电。
07SD 卡座1支持 SPI 与 SD 1-bit 两种读取模式。
08USB 主从1CH376,支持 USB 2.0 主机 / 设备方式,内置 Mass-Storage 固件,可直接读写 U 盘与 SD 卡。
09VGA 输出18 色输出,R/G/B 三色各 3 位信号组合,可做字符与图像显示实验。
10PS/2 接口1接 PS/2 鼠标与键盘。
11红外1标准红外接收模块,随箱配一个红外遥控器和对应例程。
12RS2322两路 MAX232 转换,与核心板串口独立,可同时使用。
13以太网1ENC28J60 十兆独立以太网控制器,符合 IEEE 802.3,提供网页服务器与 IP 核例程。
14电机与继电器3步进电机 + 驱动接口、PWM 直流电机接口、250V/3A 继电器(常开常闭已引出)。
15蜂鸣器15V 长声,带驱动电路与跳线,可断开。
16晶振插座15×5mm 标准插座,可插不同频率晶振;连同核心板两路有源时钟最多三路时钟源。
17扩展 IO4J6 / J7 / J6A / J7A 四个 40PIN 口,前两个与核心板对接,后两个给用户外扩。
18LED1410 个红色高亮度 LED(SD7~SD0、TXD、RXD),连同核心板 4 个共 14 个。
底板采用 2 层板手工布线,自动回流焊生产;板上四路电源(5V / 3.3V / 2.5V / 1.2V)独立引出。
07 配套资料与例程

两张 DVD,原理图、源码、教程、视频都在里面;软件用 Quartus II 11.0sp1,工程打开就能编译下载。

原理图与引脚表

核心板与 EDA6.1 底板完整原理图、PCB 布局图、引脚映射表.xls,逐针对照 FPGA 管脚。

Quartus 工程

31 个 EDA 例程 + 26 个 NIOS II 例程全部带工程文件,Quartus 11.0sp1 / NIOS II IDE 11.0sp1 直接编译。

教程、驱动与工具

NIOS 那些事儿(Cyclone IV 补充)、Verilog HDL 扫盲、uClinux 移植、SignalTap II 抓波形都有文档与视频;USB Blaster / USBCAMER 驱动、ModelSim 10.0c SE 一并附上。

EDA 实验 31 个

  1. 3/8 译码器
  2. 分频器(VERILOG)
  3. BCD 七段显示译码器
  4. 4×4 矩阵键盘
  5. 6 分配器(VHDL)
  6. 四位加法器
  7. 多路选择器
  8. 十六进制 BCD 译码器
  9. 简易频率计
  10. 比较器
  11. 并口转串口控制器
  12. 异步清零加法计数器
  13. 移位运算器
  14. LPM_ROM
  15. LPM_RAM
  16. 数字时钟
  17. 流水灯
  18. RS-232 串口控制器
  19. LCD1602 液晶驱动
  20. VGA 控制输出
  21. VGA 显示字母与图像
  22. PS/2 键盘控制器
  23. 接口互连
  24. 音乐演奏
  25. 红外遥控
  26. 步进电机控制
  27. 直流电机调速与闭环测速
  28. LCD12864 动画显示
  29. DS1302 时钟
  30. 12864 汉字显示(VERILOG)
  31. 12864 汉字显示(VHDL)

SOPC(NIOS II)实验 26 个

  1. hello 实验
  2. LED 流水灯
  3. 中断实验
  4. 串口通信
  5. RTC 控制
  6. IIC EEPROM 读写
  7. SPI 实验
  8. 网络通信
  9. 系统时钟
  10. 定时器
  11. PS2 键盘
  12. DMA
  13. SDRAM 读写
  14. 串行 FLASH 读写
  15. 12864(ST7565)显示
  16. PWM
  17. LCD1602 显示
  18. USB 通信
  19. U 盘读写
  20. SD 卡读写
  21. AVALON IP 核
  22. 数码管显示
  23. LCD2864(ST7920)显示
  24. NIOS 固化到 EPCS
  25. NIOS 固化到并行 FLASH
  26. 系统全检
08 配置与选型

核心板有三处可以按需换料,底板可以换型号,扩展模块按项目挑。下单时说明,PCB 不用改。

1

配置 FLASH:EPCS64 → EPCS128

  • 标配 EPCS64(64Mbit),够放一份 FPGA 配置加一份 NIOS 程序。
  • 选 EPCS128(128Mbit),多配置文件、大固件更宽裕。
  • 调试用 JTAG,定型后用 AS 口把 .JIC 固化,脱机即可运行。
2

SRAM:256K×16 → 512K×16

  • 标配 IS61LV25616,256K×16(4Mbit),10ns。
  • 可选 IS61LV51216,512K×16(8Mbit),同样 10ns、16bit 位宽。
  • 真 SRAM 不用刷新、时序简单,适合做帧缓存或高速数据缓冲。
3

SDRAM:16M×16 → 32M×16

  • 标配 MT48LC16M16,16M×16(32MB),最高 133MHz。
  • 预留了扩展 IO,可换 32M×16(64MB),如 MT48LC32M16。
  • 跑 uClinux 或较大图像缓存时,容量翻倍更从容。
4

底板与速度等级

  • 标配 EDA6.1;也可换 EDA4.1 / EDA5.1 / EDA7.0,接口线序一致。
  • 器件按 C8 供货,需要更紧时序可单独确认其它等级。
  • 不插底板单买核心板也能用,串口、1602、数码管、SDRAM 实验都能跑。
不同底板、不同存储配置价格不一样,下单前请和工程师确认型号与交期。

可选配件与扩展板

类别型号 / 名称典型用途
显示TFT2.8 触摸屏(A 型 / B 型接口)、7 寸 TFT LCD、LCD12864(带中文字库)图像显示、触摸交互、中文菜单
采集30W 像素摄像头、OV7670 模块、VIDEO3.1 音视频采集板实时采集、回放、图像算法验证
模拟AD/DA 模块 VER1.0 / VER2.0、24bit AD + 高速 DA 模块信号发生、采集、示波器类实验
存储与接口USB2.0 VGA/SD 扩展板、音频采集 SD/CF 扩展板VGA 输出、SD/CF 存储、音频采集
底板EDA4.1、EDA5.1、EDA7.0换底板做不同外设组合
工具USB Blaster 下载线(ALTERA 原厂方案)、USB 转串口线下载调试、串口通信
扩展板持续增加,具体型号、价格与库存请咨询工程师;以上配件均为选配,不含在标准配置内。
09 发货清单与下单说明
1

标准清单(整套)

  • EP4CE30 VER2.0 核心板 ×1
  • EDA6.1 底板 ×1
  • 5V/1A 直流开关电源 ×1
  • RS232 通讯线 ×1、USB2.0 线 ×1
  • USB Blaster 下载线(VER.C)×1
  • LCD1602 字符液晶 ×1
  • 4×4 矩阵键盘 ×1、红外遥控器 ×1、步进电机 ×1
  • 资料光盘 DVD ×2
只买核心板时不含底板与上述配件;TFT 屏、摄像头、AD/DA、EDA 底板、下载器均可单配。
2

下单前请确认

  • 要整套(含 EDA6.1)还是只买核心板。
  • 配置 FLASH:EPCS64 还是 EPCS128。
  • SRAM:256K×16 还是 512K×16。
  • SDRAM 是否要扩到 32M×16,是否需要配下载器与摄像头。

选型拿不准?把项目需求发给我们

告诉我们要跑什么(NIOS II / uClinux / 图像采集 / 教学实验)和需要的接口,工程师帮你配核心板、底板和扩展模块。

EP4CE30 VER2.0 核心板 28848 LE · 157 路 IO · 含 EDA6.1
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