2022年寒假在家一起练“How To”短视频内容

脑图

基于ICE40UP5K的FPGA学习平台（50）

视频一：本系列教程内容包括

本教程旨在通过本系列教程带领大家入门FPGA设计，熟练Verilog语言的编程，认识到FPGA与MCU两者的不同和各自的长处，方便大家在之后工作项目中选择合适的平台实现预定的设计目标。

ICE40平台的介绍

本平台的开发流程，主要是Radiant的使用

Verilog编程的要点

针对板上外设讲解FPGA开发的案例，包括PWM驱动蜂鸣器播放音乐、OLED 屏幕的显示、姿态传感器的驱动、DDS原理、DSP数字信号处理等，帮助大家熟练Verilog编程、认识FPGA并行工作的优势

关于RISC-V软核的移植

在电赛中使用FPGA的案例讲解

平台介绍

视频二

为什么要用ICE40UP5K这颗FPGA？

不同厂商的FPGA核心的开发流程是相同的，作为学习者，我们要学的是FPGA开发的原理和方法，当然我们也应该选一款发展前景好的厂商。随着 ALTERA、Xilinx相继被收购，LATTICE在行业内是有很大发展前景的。我们这款开发板选择LATTICE的ICE40UP5K主要是因为它的优势明显：ICE系列最大的优势是低功耗和尺寸小，也因此Apple将ice系列的FPGA用在了iPhone手机上，另外我们选择的ICE40UP5K片内有大存储空间，包括120Kb和1Mb的嵌入式存储器，搭配5K的4输入查找表，国外很多玩家都拿它来设计RISC-V软核，我们电子森林网站上也有开源的risc-v软核资源。 ICE40 FPGA的另一个优势内部有8个16*16的乘法器和32位累加器，方便实现DSP的功能，比如FFT、数字滤波器等。在LATTICE官网，有很多可供参考的设计资源和一些学习视频。在掌握了FPGA的开发后，我们可以进行更高端的设计，充分发挥FPGA的优势，lattice公司也提供了如深度学习、人脸检测的方案

ICE40UP5K核心板和扩展板介绍

结构

基本功能

这个平台能学到哪些FPGA技能？

核心板

输入

输出显示

输出音频

WS2812B

DDS

虽然我们的板子相比来说比较小，但是我们的板子覆盖的知识点非常全面，包括SPI、IIC总线，DAC、ADC、串口、OLED屏幕、单总线的温度传感器和WS2812的彩灯，另外我们的电子森林和STEPFPGA网站都有很多资料供大家参考，因此，选择我们得板卡入门FPGA 设计一定不会让您失望。

视频三：如何学好和用好这个FPGA平台：开始开发前的准备工作，参考资源如何获取（官网、电子森林、stepfpga如何找资源）

视频四：如何安装Radiant，如何下载lincense

视频五：如何使用Radiant

Radiant的基本功能介绍

如何使用Radiant？

如何使用Verilog编程？（5）

时频六：Verilog基本语法

视频七：状态机

逻辑设计要点（30）

如何使用时钟？（2）

视频8：ICE40的时钟

时钟的作用及影响

ICE40的内部时钟使用方法

ICE40的外部时钟使用方法

锁相环的使用

视频9：时钟分频

通过计数分频

偶数分频

奇数分频

任意频率分频

10：如何使用按键输入控制？（1）

按键/开关

输入控制电路

Verilog代码

点LED灯（5）

如何点亮LED灯？

工作条件

电路配置

亮度的控制

如何实现心跳灯、呼吸灯的功能？

如何用状态机控制交通灯？

如何使用Radiant的IP核点亮核心板上的RGB灯？

如何用FPGA来控制WS2812灯？

如何用FPGA逻辑来控制OLED显示屏（6）

如何选用合适的信息显示屏？

OLED显示屏是如何工作的？

如何实现SPI总线时序？

如何用SPI配置SSD1306？

如何在OLED上显示字符？

如何构建要显示的字库？

如何在OLED上显示图形或曲线？

如何使用FPGA来驱动蜂鸣器？（2）

如何生成PWM？

如何用蜂鸣器播放音乐？

乐曲的获取/查找表

如何用逻辑构建串行ADC？（4）

用比较器构成Sigma Delta ADC

用ADC制作电压表 - 采集电位计的电压值并显示在OLED屏幕上

麦克风电路工作原理、用ADC采集音频信号并波形显示

频谱分析、FFT工作原理、构成及使用

如何用FPGA来接口姿态传感器？（3）

姿态传感器的原理及应用

I2C总线的特点及逻辑实现

姿态传感器数据的读取及显示、应用

如何用FPGA来接口温度传感器？（2）

温度传感器的单总线协议及逻辑实现

温度传感器的数据读取及显示、应用

如何用FPGA来通过DDS产生任意波形？（5）

DDS工作原理及应用

DAC的构成原理、关键指标及实现方式

R-2R

PWM + LPF

常用基本波形的产生

产生方波

产生三角波

产生正弦波

相位累加器及任意频率的获得

乘法器及任意福度的获得

如何移植软核？（5）

为什么要移植RISC-V？

ICE40上实现的RISC-V资源链接

RISC-V的移植及要点

RISC-V的使用 - 编译、调试

RISC-V的外设扩展

如何在电赛中用ICE40UP5K FPGA？（2）

如何进行频率测量？

原理及逻辑实现

比较器的使用

如何做任意波形发生器？

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yhh

2022-01-19

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嵌入式系统

FPGA

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