MICROCHIP FPGA PolarFire 以太网传感器桥
规格
- 支持接口：10G SFP+、HDMI 1.4、USB 2.0、Type-C UART、2 GB DDR4 x32、MIPI 连接器
- 编程：用于 PolarFire FPGA 开发的板载 FlashPro5 (FP5) 编程器
介绍
PolarFire® 以太网传感器桥 (PFSB) 套件是一款符合 RoHS 标准的电路板，具有两个 MIPI 摄像头接口、两个 10G SFP 端口和一个 HDMI 接口。
下图突出显示了顶部view PFSB 套件。
图 1. 电路板标注（顶部View)
下图突出显示了底部view PFSB 套件。
图 2. 电路板标注（底部View)
有关 PFSB 套件的更多信息，请参阅 MPF200-ETH-SENSOR-BRIDGE 页面。
入门
PolarFire 以太网传感器桥接板支持以下接口：
- 10G SPF+ 端口
- X32 DDR4
- HDMI 1.4
- USB转串口
- 2x MIPI 摄像头接口
- FMC 连接器
PolarFire 设备使用板载 FlashPro5 (FP5) 编程器进行编程。板载 FP5 编程器还用于使用 SoftConsole、Identify 或 SmartDebug 开发和调试嵌入式应用程序。
套件内容（提问）
下表列出了 PolarFire 以太网传感器桥的内容。
表 1-1. 套件内容
| 物品 | 数量 |
| PolarFire 以太网传感器桥接板 | 1 |
| PolarFire 以太网传感器桥快速启动卡 | 1 |
| 适用于 Raspberry Pi 的 12.3 MP 477M HQ 摄像头模块，带 135°(D) M12 广角镜头 | 1 |
| 10GBase-T SFP + RJ45 30 厘米 | 1 |
| 4 英尺 Cat7 屏蔽 (SSTP) 600 MHz 电缆 | 1 |
| 12V 交流适配器 | 1 |
| 12V电源线 | 1 |
| USB C 至 USB C，USB 2.0 – 2 米 | 1 |
框图
下面的框图显示了电路板的所有组件。
图 1-1。 框图
登机结束view
下表列出了 PolarFire 以太网传感器桥的关键组件。
表 1-2. 电路板组件
| 成分 | 船上标签 | 描述 |
| 特色设备 | ||
| PolarFire® FPGA MPF200T-FCG784 | U1 | 参见 PolarFire FPGA 数据表。 |
| 电源 | ||
| 12V外部电源 | J25 | 该板采用 12V 适配器供电。 |
| 时钟 | ||
| 50 MHz 时钟振荡器 | X2 | 具有单端输出的 50 MHz 时钟振荡器 |
| 振荡器 | X4 | 148.5 MHz 振荡器（差分 LVDS 输出），作为 XCVR1 的输入 |
| 振荡器 | X6 | 125 MHz 振荡器（差分 LVDS 输出），作为 XCVR1 的输入 |
| 振荡器 | X5 | 125 MHz 振荡器（差分 LVDS 输出），作为 XCVR3 的输入 |
| 振荡器 | X1 | 156.25 MHz 振荡器（差分 LVDS 输出），作为 XCVR2 的输入 |
| 成分 | 船上标签 | 描述 |
| FPGA 编程和调试 | ||
| 使用板载嵌入式 FlashPro5 (eFP5) 进行编程 | U8 | 板载 eFP5 通过 USB 转 J 对芯片进行编程或调试TAG 渠道 |
| 通信接口 | ||
| SFP+ 以太网 | J2和J5 | 适用于 10G 以太网的 SFP+ 连接器 |
| FMC 连接器 | J1 | 扩展连接器 |
| HDMI | J22 | HDMI 1.4 接口 |
| USB转串口 | U8 | FT4232HL 是一款 USB 转四 UART 桥接控制器。此设备用于支持板上的 3 个 UART 接口。 |
| 内存芯片 | ||
| DDR4 | U2 和 U3 | MT40A512M16TB-062E:R用于DDR4接口 |
| MicroSD卡 | J17 | microSD 连接器 |
| 通用输入/输出 | ||
| 调试按钮 | SW1 至 SW2 | 用于调试 |
| 拨码开关 | SW8 | 用于调试的八个 dip 开关 |
| 发光二极管 (LED) | LED1 到 LED8 | 连接八个高电平有效 LED，用于调试 |
| 扩展接口 | ||
| 联邦移动通信委员会 | J1 | FMC 连接器 |
| Raspberry Pi MIPI RX 连接器 | J14和J17 | 方便使用 CSI-2 相机模块 |
处理董事会 (提出问题)
为了避免可能发生的损坏或故障，在处理或操作电路板时请注意以下几点：
- 处理电路板时，请采取静电放电 (ESD) 预防措施，以免造成损坏。有关 ESD 预防措施的信息，请参阅了解产品处理和 ESD 预防措施。
- 拔下 USB Type-C 电缆来关闭开发板。
工作温度（提问）
在将来的修订中更新。
启动主板 (提问)
PolarFire 以太网传感器桥接板由 12V 插孔 (J25) 供电。要打开电路板，请将 12V 适配器连接到 12V 插孔 (J25)。电源状态 LED、VDD、VDDA、1P2V、1P8V 和 2P5V 开始发光，表示电路板已打开。
下表列出了电源轨的探测点。
表 1-3。 体积tag电子测量
| 序号 | 调节器/电源轨 | 跳线 | 轨 | 探测点 | 预期成交量tag电子供应 | 宽容 |
| 1 | U24/电源 | J18（2 和 3） | 电压源 | VDD 和 GND（C308） | 1.0伏 | ±3% |
| 2 | J18（2 和 1） | 1.05伏 | ±3% | |||
| 3 | U30/3P3V | — | 3P3V | TP_3P3V 和 GND（C351） | 3.3伏 | ±5% |
| 4 | U29/VDDA | J16（2 和 3） | 电源电压 | TP_VDDA 和 GND (C326) | 1.0伏 | ±3% |
| 5 | J16（2 和 1） | 1.05伏 | ±3% | |||
| 6 | U6/5P0V | — | 5P0V | 5P0V 和 GND（C160） | 5.0伏 | ±5% |
| 序号 | 调节器/电源轨 | 跳线 | 轨 | 探测点 | 预期成交量tag电子供应 | 宽容 |
| 7 | U31/2P5V | — | 2P5V | 2P5V 和 GND（C331） | 2.5伏 | ±5% |
| 8 | U33/VDDI0_1 | — | 1P2V | TP_1P2V 和 GND（C382） | 1.2伏 | ±5% |
| 9 | U32/VDDI2 | J24（9 和 10） | 电源电压输入 | TP_VDDI2 和 GND (C363) | 3.3伏 | ±5% |
| 10 | J24（7 和 8） | 2.5伏 | ±5% | |||
| 11 | J24（5 和 6） | 1.8伏 | ±5% | |||
| 12 | J24（3 和 4） | 1.5伏 | ±5% | |||
| 13 | J24（1 和 2） | 1.2伏 | ±5% | |||
| 14 | U34/1P8V | — | 1P8V | TP_1P8V 和 GND（C397） | 1.8伏 | ±5% |
| 15 | U35/DDR4_VREF | — | 0P6V_VTT_DDR4 | 0P6V_VTT_DDR4 和 GND (C413) | 0.6伏 | ±5% |
安装和设置
本节提供有关在 PolarFire 以太网传感器桥上运行预编程演示设计所需的软件和硬件设置的信息。
软件设置（提问）
在 Microchip Portal 下载并安装最新版本的 Microchip Libero® SoC，并生成免费的 Silver 许可证。Libero SoC 安装程序包含所需的设备编程器驱动程序。请参阅以下参考资料：
- 有关许可和安装 Libero SoC 的更多信息，请参阅 Libero SoC 文档。
- 有关安装 SoftConsole 的更多信息，请参阅 SoftConsole 页面。
- 有关在安装了 Libero SoC 的主机 PC 上下载和安装 Microchip 的 DirectCores 的更多信息，请参阅 IP 核心工具。
- 有关在安装了 Libero SoC 的主机 PC 上下载和安装 Microchip 固件驱动程序的更多信息，请参阅固件目录文档。
硬件设置（提问）
本节提供有关 PFSB 上的跳线设置、测试点和电源 LED 的信息
木板。
跳线设置（提问）
根据下表中指定的设置连接跳线。
表 2-1. 跳线设置
| 跳线 | 描述 | 别针 | 默认设置 |
| J15 | 跳线选择 VDDAUX 音量tage 代表银行 2 | 关闭引脚 1 和 2，将 VDDAUX 设置为 2.5V。 | 引脚 1 和 2 闭合。 |
| J24 | 跳线选择银行卷tage 代表 GPIO Bank 2 | 关闭引脚如下：
• 1 和 2 = 1.2V |
引脚 9 和 10 闭合。 |
| • 3 和 4 = 1.5V | |||
| • 5 和 6 = 1.8V | |||
| • 7 和 8 = 2.5V | |||
| • 9 和 10 = 3.3V |
电源 LED（提问）
下表列出了 PFSB 套件上的电源 LED。
表 2-2. 电源 LED
| 引领 | 描述 |
| 电压源 | 1V 导轨（核心电压tage) |
| 1P8V | 1.8V 电源轨 |
| 电源电压 | 1V模拟 |
| 2P5V | 2.5伏 |
| 1P2V | 1.2伏 |
| 5P0V | 5V 电源轨 |
测试点（提问）
PFSB 套件上有以下测试点。
表 2-3. 测试点
| 测试点 | 描述 |
| 地1 | GND 测试点 |
| 地4 | GND 测试点 |
| 地5 | GND 测试点 |
| TP_VDDA | VDDA 测试点 |
| TP_1P2V | 1.2V 测试点 |
| TP_2P5V | 2.5V 测试点 |
| 电压源 | 1V 测试点（核心电压tag电子铁路） |
| TP_1P8V | 1.8V 测试点 |
电源（提问）
PFSB 使用 Microchip 电源设备。有关这些电源设备的更多信息，请参阅 Microchip 的电源管理设备。下表列出了关键卷tagPFSB 板正常运行所需的导轨。
表 2-4. I/O 容量tag电子轨道
| 银行 | 输入/输出导轨 | 卷tage |
| 组 0 和 1 (HSIO) | 1P2V | 1.2伏 |
| 组 2 (GPIO) | 电源电压输入 | 1.8V、2.5V 和 3.3V |
| 组 4 (GPIO) | 2P5V | 2.5伏 |
| 银行 3 (JTAG) | 3P3V | 3.3伏 |
| 组 5 (GPIO) | 1P8V | 1.8伏 |
下图显示了voltagPFSB 套件上提供的电源轨 5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V 和 1.0V (VDD)。
图 2-1。卷tag电子轨道
下表列出了建议用于 PFSB 套件的电源调节器tage 导轨。
表 2-5. 电源调节器
| 卷tag电子铁路 | 零件编号 | 描述 | 当前的 |
| 电源电压（1V） | TPS544C25RVFT | IC REG 降压可调 20A | 20A |
| 卷tag电子铁路 | 零件编号 | 描述 | 当前的 |
| 电源电压 | MIC69502WR | IC REG 线性 POS 调节器 5A | 5A |
| VDDI0_1 | MIC26950YJL-TR | IC REG 降压可调 12A | 12A |
| 电源电压输入 | MIC26950YJL-TR | IC REG 降压可调 12A | 12A |
| 1P8V | MIC22405YML-TR | IC REG 降压可调 3A | 4A |
| 2P5V | MIC69502WR | IC REG 线性 POS 调节器 5A | 5A |
| 3P3V | MIC26950YJL-TR | IC REG 降压可调 12A | 12A |
| 电压/基准电压 | MIC5166YML-TR | IC 电源 SUP 3A HS DDR TERM 10MLF | 3A |
| 5P0V | MCP16311T-E/MNY | IC REG 降压可调 1A | 1A |
电路板组件和操作
本节介绍 PFSB 板的关键组件，并提供有关重要板操作的信息。有关设备数据表，请参阅 PolarFire FPGA 文档页面。
DDR4 内存接口（提问）
DDR4 内存连接到 HSIO Bank 0 和 1。以下列表提供了 DDR4 内存规格：
- 部件编号：MT40A512M16TB-062E:R
- 制造商：Micron
- X32
SPI 闪存（提问）
SPI Flash 连接到 Bank 3 的专用 SPI 接口。以下列表提供了 SPI Flash 规格：
- 部件编号：MT25QL01GBBB8ESF-0SIT
- 制造商：Micron
MAC ID EEPROM（提问）
基于 I2C 的电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM) 连接到 GPIO Bank，用于存储双 MAC ID。以下列表提供了 EEPROM 规格：
- 部件编号：AT24MAC402-STUM-T
- 制造商：Microchip
通信接口（提问）
PFSB 套件支持以下通信接口：
- 以太网-XCVR：PFSB 套件支持两个 10G SFP+ 连接器。XCVR2 连接至 SFP+ 连接器。板上提供 156.25 MHz 时钟。
- USB 转 UART 接口：PFSB 套件支持 USB 转四 UART 桥接控制器设备，该设备支持两个 UART 接口。规格如下：
- 部件编号：FT4232HL
- 制造商： FTDI
- UART_C 和 UART_D 接口连接到 GPIO Bank 5
扩展功能（提问）
PFSB套件具有以下扩展功能。
- Raspberry Pi 22 针 MIPI 连接器
- HDMI连接器
- FMC接口
Raspberry Pi 22 针 MIPI 连接器（提问）
PFSB 套件有两个 22 针 Raspberry Pi MIPI 摄像头接口。MIPI 摄像头信号连接到 GPIO Bank 4。它有四个数据通道、一个时钟对和连接到 Bank 5 的边带信号。
- 部件编号：0524372271
- 制造商：莫仕
HDMI 连接器（提问）
PFSB 套件具有 HDMI 1.4 接口连接器。TPD12S016PWR 用于 ESD 保护和过流保护。以下列表提供了 HDMI 连接器规格：
- 零件编号：RAHHD19TR
- 制造商：Switchcraft Inc.
FMC 接口（提问）
PFSB 套件支持 FMC 连接器，允许使用外部子板。支持来自 Analog Devices 的 ADC 和 DAC 板。XCVR1 和 XCVR3 连接到 FMC。边带信号连接到 GPIO Bank 2。支持以下子板：
- DAC38RF8xEVM_RevE
- LI-IMX530-SLVS-FMC_V1.01
- DC079C_AFE77xxEVM
PolarFire 以太网传感器桥有四个调试 LED（LED1 至 LED4），它们连接到 HSIO Bank 1。下表列出了调试 LED 到 FPGA 引脚的连接。
| LED 数量 | 别针 |
| LED1 | AD18 |
| LED2 | AE18 |
| LED3 | AB19 |
| LED4 | AC18 |
编程方案（提问）
PolarFire 以太网传感器桥接器具有板载 FlashPro5，可通过 USB 转 JTAG 通道。有关如何对设备进行编程的更多信息，请参阅使用板载 FlashPro5 对 PolarFire FPGA 进行编程。
外形尺寸（提问）
PFSB 套件的外形尺寸大约为 6.8” × 6”。
系统重置（提问）
DEVRST_N 是一个仅输入的复位引脚，允许对芯片进行完全复位。下图显示了amp使用 Microchip MCP121T-315E/TT 设备的复位电路。
图 3-1. 复位电路
50 MHz 振荡器（提问）
板上有一个 50 MHz 时钟振荡器，精度为 ±10 ppm。此时钟振荡器连接到 FPGA 结构以提供系统参考时钟。50 MHz 振荡器连接到 FPGA 设备的 B7 引脚。
下图显示了 50 MHz 时钟振荡器接口。
图 3-2. 50 MHz 振荡器
引脚列表（提问）
有关 PolarFire FPGA 设备上所有封装引脚的更多信息，请参阅封装引脚分配表 (PPAT)。
电路板元件布局（提问）
下面的丝网印刷显示了顶部view 电路板上各种元件的放置。
图 4-1. 丝网印刷（顶部View)
下面的丝网印刷显示了底部view 电路板上各种元件的放置。
图 4-2. 丝网印刷（底部View)
演示设计（提出问题）
在将来的修订中更新。
使用板载 FlashPro5 对 PolarFire FPGA 进行编程（提问）
PolarFire 以太网传感器桥包含一个板载 FlashPro5 编程器。因此，无需外部编程硬件即可对 PolarFire 设备进行编程。该设备使用编程 .job 进行编程 file，使用主机 PC 上安装的 FlashPro Express 软件。作为先决条件，请确保在主机 PC 上下载最新版本的 FlashPro Express。
按照以下步骤对板载 PolarFire 设备进行编程：
- 将 12V 适配器连接到 J25。
当电路板设置成功后，电源 LED 开始发光。 - 启动 Flash Pro Express (FPExpress) 软件。
- 通过从 FlashPro Express Job 中选择“项目”>“新 Job 项目”来创建一个新的 Job 项目。
- 在“从 FlashPro Express Job 创建新作业项目”对话框中，完成以下步骤：
- 在编程工作中 file，点击浏览并选择 .job file.
- 在 FlashPro Express 作业项目位置中，通过单击浏览选择需要保存 FlashPro Express 项目的方便路径。
在下一个窗口中创建一个 FlashPro Express 项目。
- 单击“RUN”对设备进行编程。
显示“RUN PASSED”消息以确认设备编程成功。 - 拔下 USB Type-C 电缆并重新连接以对电路板进行电源循环。
修订历史（提问）
修订历史描述了文档中实施的更改。更改按修订列出，从最新发布开始。
| 修订 | 日期 | 描述 |
| A | 10/2024 | 初步修订 |
微芯片 FPGA 支持
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- 从世界其他地方拨打 650.318.4460
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微芯信息
微芯片 Web地点
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常问问题
- 问：如何使用板载 FlashPro5 对 PolarFire FPGA 进行编程？
答：要对 FPGA 进行编程，请通过 USB 将开发板连接到计算机，然后使用 FlashPro5 编程器软件加载编程 files. - 问：使用 SoftConsole、Identify 或 SmartDebug 可以开发哪些应用程序？
答：这些工具可用于开发和调试 PolarFire 设备的嵌入式应用程序。
文件/资源
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MICROCHIP FPGA PolarFire 以太网传感器桥 [pdf] 用户指南 FPGA PolarFire 以太网传感器桥接器、FPGA、PolarFire 以太网传感器桥接器、以太网传感器桥接器、传感器桥接器 |
