作者 Joel Williams伊瓢 栗子 编译量子位 出品 | 公众号 QbitAI
博主Joel Williams在他的主页上分享了一篇便宜的文章FPGA开发板策略,量子位编译本文。
我以前买了安富利( Avnet)49美元的Spartan 3A开发板,但不久之后,当我决定再需要几十个时——它停止了生产。所以,我在谷歌找到了很多资料,找到了省钱的方法。
在选择开发板时,需要考虑开发板的组件和功能,并结合自己的功能进行比较。FPGA它非常适合与高速外设一起使用。一般来说,购买包含需要部件的开发板比以后添加新板容易得多,因为你总是不可避免地放弃这种组合形式,然后升级为更强大的电路板。
例如,您可能需要以下内容来添加自己:
千兆以太网HDMI / DVIPCI / PCI Express外部非串行内存(DDR / Flash等)
但是这些很容易自己加,不用太想:
MMC / SD卡字符LCDI2C / SPIVGA(低色深)
我喜欢多个(至少8个)SPST开关和LED还有瞬时按钮的电路板。与微控制器相比,从串行端口或单个C函数调用调制信息LCD调出相对容易,调试FPGA有点难设计。LED如果实现可视化,提供了一种零操作模式来突破内部信号——如果您正在跟踪复杂状态机的进度,你可以LED点亮到某一点LED,无需添加任何额外的逻辑。
虽然自己添加这些很容易,但我发现最好找一个带有这些元件的电路板,这样你就不会浪费宝贵的东西I/O研究渣渣焊接技术造成的故障,接口,或浪费时间。
一些制造商推出了额外产品的标准外观尺寸,如Digilent家,包括各种Pmod和Papilio Wings。
若要将高速设备(10-20 MHz以上)连接FPGA,在信号线和高速连接器(不仅仅是0)中,请确保您的主板有支持此速度的接口连接器.1“接头)、PCB走线长度均衡和阻抗控制之间有接地线,即使是便宜的电路板也不能缺了这些东西。
FPGA可能看起来很难,请检查制造商是否提供:
电路图;参考手册,介绍所有板载外设;假如以前没用过FPGA,需要看入门指南;可以运行所有板载外设的参考设计。
可以参考设计HDL或基于微控制器,但是近年来,大多数制造商似乎都倾向后者。如果没有微控制器和环境的许可证(例如Xilinx EDK / SDK如果不是免费的),一定要记住这一点,因为代码很难移植到HDL。
如果是初学者,可以买带教科书的电路板,专门为配套电路板编写,描述每个外设及其连接方式。一些流行的电路板建立了大型用户社区,但不一定有用,因为社区中的大多数其他用户也是初学者。最受欢迎的主板是赛灵思Digilent和Avnet。Terasic它似乎是最受欢迎的Altera主板。
赛灵思ZYNQ
赛灵思的Zynq器件由其Vivado包括双核在内的高级综合设计套件提供支持ARM Cortex-A9,USB 2.0和千兆以太网。
名称 |
价钱 |
设备 |
笔记 |
DIPFORTy1“软螺旋桨” |
59欧元 |
Zynq 7010 |
DIP-40尺寸的电路板,设计与Parallax Propeller芯片引脚兼容。它有16MB闪存,46个I/O接口,一个RGB LED,一个用户LED,micro SD插槽和一个接近/光传感器。 |
snickerdoodle |
$147或$72 |
Zynq 7010/7020 |
一大波供应链已经开始出售带有154-179个I/O接口,512MB-1GB DDR,16MB闪存,micro SD,802.11n WiFi和蓝牙4.0的Zynq主板。还提供一系列基板和附加板,提供Arduino屏蔽兼容性,千兆以太网,0.1''I/O接口等。 |
MINIZED |
$89 |
Zynq 7Z007S |
包括单个ARM A9,512MB DDR3L,128Mb闪存和8GB eMMC,USB主机,USB-JTAG和USB-UART,802.11b / g / n Wi-Fi,蓝牙4.1和BLE,Arduino屏蔽连接器和两个PMOD( 38个总I/O接口),加速度计,温度和MEMS麦克风传感器,一个按钮,一个开关和两个双色LED |
MYIR Z-turn Board |
$99或 $119 |
Zynq 7010/7020 |
1GB DDR,16MB闪存,TF插座,千兆以太网,CAN,USB2.0 OTG,USB-UART,HDMI输出,90或106个用户I/O接口(具有39个LVDS对),加速度计和温度传感器,JTGA,两个按钮, 4个开关,4个LED和一个蜂鸣器。“IO Cape”分线板(35美元)提供三个Pmod连接器,摄像头和LCD连接器以及0.1''插头I/O接口引脚。 |
Parallella-16微服务器 |
$119 |
Zynq 7010 |
包括双ARM A9。主板上还有Epiphany 16核CPU加速器,1GB RAM,126 Mb闪存,micro SD和千兆以太网。 |
Parallella-16桌面 |
$149 |
Zynq 7010 |
扩展了Micro-Server,增加了24个GPIO(和其他Epiphany信号),HDMI和USB 2.0主机的高速扩展端口。 |
Digilent ZYBO |
$189,学生价$125 |
Zynq 7010 |
512MB,HDMI源/接收器,VGA,千兆以太网,USB,音频,6个按钮,4个开关,5个LED和40个I/O接口(5个PMOD),包括模拟输入。 |
MicroZed |
$199 |
Zynq 7010 |
1GB,128 Mb闪存,SD卡,千兆以太网,USB 2.0,100个I/O接口(48个LVDS对)和2个PMOD,1个LED和1个开关 |
Artix-7
Artix系列在廉价开发板中越来越常见,占据了先前Silinan-6在赛灵思阵容中占据的位置,尽管它们只提供BGA封装。
名称 |
价钱 |
设备 |
笔记 |
Digilent Cmod A7 |
$75或$89 |
Artix 15T / 45T |
带有512KB SRAM,4MB SPI闪存,USB-JTAG和USB串行,3个LED,2个按钮,52个数字I/O接口和2个模拟输入的面包板模块。 |
Arty A7 |
$ 99 |
Artix 35T |
入门Artix的廉价途径。它提供256 MB DDR,16MB闪存,10/100以太网,USB-UART / JTAG,四个PMOD,一个Arduino屏蔽连接器(总共62个I/O接口?),4个开关,4个按钮,8个LED(其中4个) RGB),以及Vivado Design Edition的一年许可证。 |
Digilent Basys 3 |
$ 149 |
Artix 35T |
USB-UART,12位VGA输出,USB HID主机,16个开关,16个LED,5个按钮,4位7段显示器,4个PMOD,其中一个带有XADC输入。设备锁定的Vivado设计版售价10美元。 |
Nexys-4 DDR |
$320,学生价$159 |
Artix 100T |
拿不到学生价的话略贵。但如果你需要更大的FPGA,这一款就很棒了。包括5个PMOD连接器(40个低速I/O接口),128MB DDR RAM,16MB闪存,10/100以太网,USB HID主机,SD卡,VGA,加速度计,麦克风,音频输出,16个开关,16个LED,8个7-分段显示,5个按钮。Artix的内部ADC可在其中一个端口上使用。 |
ZTEX USB-FPGA模块2.16 |
159欧元 |
Artix 35T |
通过赛普拉斯FX2LP,100 I/O接口,256 MB DDR3 SDRAM(16位)和128 Mb闪存的USB 2.0接口。便宜的原型板(17欧元)为您提供30个LED,4个开关和焊接区域。 |
Numato Neso |
249美元,学术可用 |
Artix 100T |
256MB DDR3,128 Mb SPI闪存,用于闪存编程的USB 2.0接口和8个数字I/O接口,JTAG和140个FPGA I/O接口. |
PicoEVB |
$ 249 |
Artix 50T |
4个模拟/数字/ LVDS I/O接口,一个高速MGT和时钟参考输入,带有U.FL连接器,MGT环回,3个LED,1个PCIe通道和板载JTAG编程器,采用NGFF / M.2外形,可以是安装在便携式计算机内用于PCIe开发 |
Spartan-7
名称 |
价钱 |
设备 |
笔记 |
Arty S7 |
$ 99或$119 |
XC7S25 / 50 |
256 MB DDR,16MB闪存,USB-UART / JTAG,四个PMOD,一个Arduino屏蔽连接器(总共62个I/O接口?),4个开关,4个按钮,6个LED(其中2个RGB)。 |
Spartan-6
名称 |
价钱 |
设备 |
笔记 |
XC6SLX9入门板 |
$34交付价 |
LX9 |
一个“无名”板显然只在eBay上可用。它有一个Spartan-6 LX9,4位7段显示器,RS232接口,12位VGA,PS2,8个LED,3个按钮,8位DIP开关,2个PMOD接口,26个数字I/O接口,JTAG和SPI闪存。 |
SIOI |
$47或$57 |
LX4 / LX9 |
澳大利亚设计包含32MB RAM,一个LED和38个I/O接口,使用PCIE 4x连接器确保高速信号完整性 |
Numato Mimas |
$50 |
LX9 |
16 Mb闪存,100 MHz振荡器,USB编程接口,8个LED,四个开关和70个I/O接口. |
Digilent Cmod S6 |
$69 |
LX4 |
带有16MB SPI闪存,USB编程和通信(与Digilent Adept兼容),4个LED,2个按钮和46个数字I/O接口的面包板模块。 |
Mojo |
$75 |
LX9 |
84个数字I/O接口引脚,8个模拟输入(经由ATmega16U4),8个LED,配置闪存和USB编程(经由ATmega)。该设计获得CC许可。 |
miniSpartan6 + |
$75或$105 |
LX9 / LX25 |
两个HDMI端口,可用作输入或输出,USB 2.0编程和通信,8通道8位1 MSPS ADC,32 MB SDRAM,64 Mbit SPI闪存,microSD插槽,立体声音频输出,64位数字I/O接口 ,8个LED和4个DIP开关。 |
Numato Saturn |
$80- $140 |
LX9-LX45 |
一系列具有16 Mb闪存,100 MHz振荡器,512 Mb LPDDR RAM,USB编程接口和GPIO(通过FT2232H)以及118-150 I/O接口的电路板。 |
Papilio Pro |
$84.99 |
LX9 |
开源(CC)板,保留与原始Papilio制造的扩展翼的兼容性。它具有48个I/O接口,用于JTAG编程和串行通信的USB 2.0,64 Mbit SDRAM和64 MBit SPI闪存。 |
Papilio Duo |
$88 |
LX9 |
包含Arduino Leonardo的开源设计,512或2048 KB SRAM,54(或更多?)个I/O接口,包括6个翼和1个PMOD连接器,USB和原理图设计软件。 |
Avnet Spartan-6微型板 |
$89 |
LX9 |
它专为嵌入式处理器开发而设计,并附带设备锁定SDK和ChipScope Pro许可证,这非常好,因为这些单独购买相当昂贵。单独使用ChipScope是非常宝贵的。I/O接口非常简陋,只有两个8位PMOD连接器,但有一个10/100以太网PHY,四个LED,两个SPST按钮,一个4路DIP开关,64 MB SDRAM和128 Mb闪存。许可证实际上是设备锁定到XC6SLX9(任何软件包),因此如果您使用此系列开发自己的电路板,它可能会非常方便。 |
梅萨电子 |
$89-258 |
LX9 / LX16 |
一块令人困惑的FPGA板阵列。引起我注意的两个是5I25,这是一张PCI卡,Spartan-6 LX9售价89美元,6I25(PCI Express)售价109美元。 |
ZTEX |
74-119欧元 |
LX16 |
一系列具有96-100个I/O接口的模块,一些采用USB编程,顶部采用64MB DDR RAM。为了开源,所以价格很实惠。 |
Pepino |
$100-155 |
LX9-LX25 |
设计用于运行Oberon RISC系统,但也适用于一般开发的电路板。提供1-2 MB SRAM,USB串行/ JTAG,8位VGA输出,两个用于键盘和鼠标的PS / 2连接器,立体声音频输出,micro-SD,8个DIP开关,1个按钮,9个LED,22个I/O和SPI闪存。 |
XuLA2-LX25 |
$119 |
LX25 |
小型面包板PCB,内置USB编程器,32 MB RAM,8 Mb闪存,33个I/O接口和SD卡插槽。该设计完全是开源的。 |
Pipistrello |
$149 |
LX45 |
包含128 Mbit SPI闪存,64 MB DDR,USB串行/ FIFO和JTAG,HDMI输出,音频输出,USB主机,micro SD,两个LED,PMOD接头,支持具有48个I/O接口的Papilio wings。 |
EDGE Spartan 6 |
8,500卢比($132) |
LX9 |
开发板,带8MB SPI闪存,USB JTAG编程器,USB UART,WiFi,蓝牙,VGA,8通道12位ADC,12位DAC,温度传感器,LDR,2x16 LCD,4 * 7段显示,蜂鸣器, 16个SPST开关,16个LED,5个按钮,外部CMOS摄像头和TFT显示模块。 |
Digilent Nexys 3 |
$270,学生价$189 |
LX16 |
有一堆I/O接口,一个高速VHDCI连接器(配对,但不幸的是它看起来不像所有迹线长度匹配),10/100以太网,USB主机和USB-RS232,VGA,蜂窝RAM这听起来很可疑,因为它不适用于MIG和16MB的相变非易失性存储器。 |
Numato Galatea |
$300 |
LX45T |
带有x1 PCIe接口的PCI Express卡。还提供256MB DDR3,2x GTP接口(SATA连接器),micro SD,带有差分对和高速连接器的112个I/O接口,以及用于时钟或数字输入的两个SMA连接器。100baseT以太网可与扩展板一起使用。 |
Spartan-3
名称 |
价钱 |
设备 |
笔记 |
Waveshare |
$22-30 |
250E / 500E |
两个模块包括大量数字I/O(80 - 116),配置存储器和四个LED。需要外部JTAG编程器。 |
miniSpartan3 |
$25或$35 |
50A / 200A |
具有HDMI端口,41个数字I/O接口,4通道,8位200 KSPS ADC,SPI闪存,32 MHz振荡器,3个LED,2个DIP开关,USB串行和板载USB JTAG的模块。 |
Papilio One |
$38或$65 |
250E / 500E |
48个I/O接口,USB编程器和串行通信。Eagle板文件可免费获得。它使用自定义比特流上传工具,但它是开源和跨平台的。 |
OHO-Elektronik |
39-59欧元 |
250E / 500E |
一系列带有SPI闪存的面包板DIL模块,9个LED,两个开关和5V电压转换器。 |
Elbert |
$50 |
50A |
一块带有1Mbit SPI闪存的小板(其中一半可用于数据存储),8个LED,四个SPST开关,8个DIP开关和26个可访问I/O接口. 板载PIC18F支持使用仅限Windows的配置实用程序通过USB对闪存进行编程。 |
Open Workbench Logic Sniffer |
$50 |
250E |
借用Papilio One的设计,提供16个5V耐受缓冲输入,并兼容Papilio One的“翼”扩展板。 |
Gameduino |
$53 |
200A |
Arduino屏蔽旨在成为Arduino应用的音频和视频协处理器,但可以作为具有Arduino外形的通用FPGA接口板重新用作。VGA和音频输出,带SPI闪存。 |
XuLA-200 |
$55 |
200A |
带USB的非常小的PCB,PIC18F,8 MB SDRAM,2 Mb闪存和用户IO接头。它可以用作插件模块,或者因为设计是开源的(带有Eagle文件),作为自定义板的基础(只要它也是开源的)。 |
MicroNova Mercury |
$70 |
200A |
面包板友好的64针DIP模块外形。它提供30个5V耐压I/O接口,9个其他I/O接口,一个8通道,200 Ksps ADC,4个LED,一个开关,4 Mb SRAM,以及通过USB编程(带有Windows编程应用程序)。JTAG接口引脚也被分解。 |
Drigmorn1 |
60/80英镑 |
100E / 500E |
并行端口编程电缆,RS232,三个LED和32个I/O接口. |
Digilent Basys 2 |
$89,学生价$69 |
100E |
四个PMOD连接器,PS / 2,VGA,8个开关,4个按钮,8个LED,4个7段显示器和板载USB编程器。 |
Digilent Nexys 2 |
学生价$99 |
500E |
8个LED和8个SPDT开关,4个瞬时开关和7个段显示器。主扩展连接器略显不同(尽管它并不昂贵且可从Digilent分销商处获得)但适用于高速设计。 |
Drigmorn2 |
120英镑 |
700A |
并行端口编程电缆,40个5V容限I/O接口,13个LED,256 Mbit SDRAM,用于编程和用户应用的128 Mbit串行闪存,16x2 LCD,USB串行和2个按钮,以及旋转开关。 |
Aessent aes220 |
120欧元 |
200AN / 400AN |
一个小型可堆叠模块,具有赛普拉斯FX2LP USB控制器,128Mb SDRAM,16 KB EEPROM,72个GPIO,5个LED,2个开关,以及通过USB或外部电源供电。 |
其他:
PLDkit为旧的赛灵思器件提供了许多低成本电路板—CPLD,Spartan 3和Virtex 4和5。
Lattice
名称 |
价格 |
设备 |
笔记 |
TinyFPGA A1/A2 |
$12/18 |
XO2-256/1200 |
21个I/O,JTAG编程 (USB-JTAG编程器价格$9) 。可插面包板,开源设计。 |
Gnarly Grey UPDuino v1/v2 |
$9.95/$15.99 |
ICE40JP5K |
用于堆叠在Arduino Nano或者Arduino Pro Mini上。34个I/O,一个RGBLED。v2板包含一个USB编程器。原理图和布局是开源的,另外还有摄像头和LCD显示器接口板。 |
Bugblat pif |
$25/$35 |
MachXO2-1200/7000 |
树莓派的一个附加板,提供17个外部I/O (除了用来和树莓派通信的那些) ,两个LED,以及编程电路。 |
Bugblat tif |
$25/$35 |
MachXO2-1200/4000 |
硬币大小,可接面包板,有10个I/O,USB编程 (带有不需要驱动的跨平台开源软件) ,电源端口,两个LED。 |
MachXO2 Breakout Board |
$26 |
MachXO2-7000ZE |
49个I/O。本来是用作I/O扩展器、I/O矩阵,或PWM发生器的,但也可以用作独立的FPGA板。 |
iolinker |
€ 25 |
MachXO3-4300E |
8个LED,108个I/O,原型区,JTAG连接器,板载USB编程器。 |
TinyFPGA B2 |
$38 |
ICE40LP8K |
23个I/O,一个内置USB编程器,可插面标板,开源设计。 |
iCEblink40-HX1K Evaluation Kit |
$39 |
iCEblink40-HX1K |
USB编程器,4个LED,4个电容式触摸按键,配置PROM,68个数字I/O (0.1英寸接头) ,按说也会兼容PMOD和Arduino扩展板。 |
LatticeXP2 Brevia |
$43 |
LFXP2-5E |
2 Mbit闪存,I Mbit SRAM,USB编程器,2x20扩展接头,2x5扩展接头,按键,4位DIP开关,8个LED。 |
Nandland Go Board |
$60 |
ICE40 HX1K |
4个LED,两个SPST按键,两个7段LED显示器,用于编程的Micro USB,还有USB-UART,VGA,以及PMOD I/O连接器。 |
FleaFPGA |
$65 |
MachXO2-7000HE |
256 MBit SDRAM,512 Kbit SRAM,USB2主机,USB串口,VGA/复合视频输出,立体声音频,SD卡槽,PS/2键盘或鼠标接口,18个GPIO,两个按键,4个LED,以及内置的USB JTAG。 |
icoBOARD |
€ 90 |
iCE40 |
现正接受预定。提供一个FPGA,拥有Lattic合成工具链,和200个I/O (通过PMOD和FFC连接器) 。用来连树莓派2B/B+的。 |
LatticeECP3 Versa |
$262 |
LFE3-35EA |
有时候也会降到$99,虽然比较罕见。不过,它依然算是比较便宜的PCIe (x1) 开发板了,64 Mbit闪存,1 GbitDDR3,4个SMA连接器 (一个全双工SERDES通道),双千兆以太网,扩展连接器,14段字母数字显示,一些开关,一些LED,还有USB编程器。软件可能年年需要注册。 |
Actel/Microsemi
名称 |
价格 |
设备 |
笔记 |
Microsemi SmartFusion2 SoC FPGA KickStartDevelopment Kit |
$59 |
M2S010S FPGA |
包含一个集成的166 MHz ARM Cortex-M3。这个板子上,有一个BLE4.1模块,有光线、运动、温度传感器,有4个LED,3个PMOD,Arduino shield支持,还有4个RGBLED,两个按键,以及USB串口/编程。 |
SmartFusion System-On-Module |
$62 |
A2F200 |
16 MB PSRAM,16 MB闪存,以太网。还有入门套件。 |
SmartFusion2 System-On-Module |
$71-$123 |
M2S005-M2S090 |
这个模块里,有一个集成的166 MHz 32位ARM Cortex-3。板载64 MBRAM,16MB闪存还有10/100的以太网。另外,入门套件售价$179,包含一个FPGA模块,USB/以太网连接器,以及一个原型设计区。 |
Actel IGLOO nano Starter Kit |
$99 |
AGLN250 |
板载开关和一些LED,USB串口,USB变成适配器,还有一些低速I/O。 |
Microsemi SmartFusion Evaluation Kit |
$99 |
A2F200M3F |
集成的1000 MHz ARM Cortex-M3,10/100以太网PHY,还有片上MAC,USB串口,板载USB编程接口,OLED显示,8个LED,两个用户开关,还有一些模拟量输出,和数字输出。对混合FPGA/微控制器应用的开发者来说,可能是个很好玩的板子。 |
Altera Cyclone V
名称 |
价格 |
设备 |
笔记 |
Arrow BEMICRO CV |
$49 |
5CEFA2F |
两个振荡器,1 Gbit DDR,串行EEPROM,microSD卡槽,8个LED,3个DIP开关,两个按键,80个PIO,以及板载USB编程器。 |
DE0-Nano-SoC |
$99, $90 academic |
5CSEMA4U |
集成双核ARM Cortex-A9,内有1GB DDR3,micro SD,USBOTG,USB-UART,USB编程器,千兆以太网,60-80个数字I / O,Arduino Shield兼容,ADC,3个按钮,4个开关,9个LED,还有加速度计。 |
Arrow BEMICRO CV A9 |
$149 |
5CEFA9F |
两个振荡器,1 Gbit DDR,串行EEPROM,microSD插槽,8个LED,4个DIP开关,2个按健,80个GPIO,以及板载USB编程器。 |
Cyclone V GX Starter Kit |
$179 |
5CGTFD9E |
包含4 Gb DDR RAM,4 Mb SRAM,高速夹层连接器 (带有4个3.125 Gbp收发器),40个GPIO,带模拟输入的Arduino兼容接头,配置闪存,USB编程器,HDMI输出,音频,18个LED,10个滑动开关,4个去抖按键,CPU重置按键,4个七段显示器,microSD插口,以及USB UART。 |
DE1-SoC |
$199, $150 academic |
5CSEMA5F |
包含集成双核ARM Cortex-A9。 64 MB SDRAM,1GB DDR3,micro SD,双USB2.0主机,千兆以太网,PS/2,IR发射器和接收器,大约80个数字I/O,8个12位1MSPSADC输入,VGA,音频编解码器,模拟电视视频输入,四个按键,10个开关,11个LED,6个7段显示器,加速度计,USB串口,以及USB编程器。 |
Altera Cyclone IV
名称 |
价格 |
设备 |
笔记 |
DE0-Nano |
$59 academic |
EP4CE22F |
16 Mbit闪存,USB编程器,3轴加速度计,8通道12位ADC,3个扩展接头上的106个引脚,32 MB SDRAM,2 KbEEPROM,8个LED,4个DIP开关和两个按键。 |
Arrow BeMicro SDK |
$74 |
EP4CE22F |
新版BeMicro有了microSD,10/100以太网,温度传感器,512Mb移动DDR,集成编程器,8个LED,一些按键和开关,以及80针边缘连接器。 配套的protoboard卖30美元。 |
devboards DB_START_4CE10 |
€ 115 |
EP4CE10 |
16Mb SDRAM,19个I/O,5个输入引脚 |