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 . DI1 /90 9 DI2 /92 10 DI3/210 11 DI4/212 12 DEV_CLR/2 09 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. 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. 8 DI1 /90 9 DI2 /92 10 DI3/210 11 DI4/212 12 DEV_CLR/2 09 13 DEV_OE/213 14 DEV_CLK/211 15 1 09 16 110 17 111 18 113 19 114 20 115 21 116 22 117 23 118 24 1 19 25 120 26 126 27 127 28 128 29 1 29 30