MICROCHIP FPGA PolarFire 乙太網路感測器橋用戶指南

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1 MICROCHIP FPGA PolarFire 乙太網路感測器橋

2 介紹

MICROCHIP FPGA PolarFire 乙太網路感測器橋

規格

支援介面：10G SFP+、HDMI 1.4、USB 2.0、Type-C UART、2 GB DDR4 x32、MIPI 連接器

程式設計：用於 PolarFire FPGA 開發的板載 FlashPro5 (FP5) 程式設計器

介紹

PolarFire® 乙太網路感測器橋接器 (PFSB) 套件是一款符合 RoHS 標準的電路板，具有兩個 MIPI 攝影機介面、兩個 10G SFP 連接埠和一個 HDMI 介面。
下圖突出顯示了頂部 -view PFSB 套件。

圖 1. 電路板標註（頂部View)

下圖突出顯示了底部 -view PFSB 套件。

圖 2. 電路板標註（底部View)

有關 PFSB 套件的更多信息，請參閱 MPF200-ETH-SENSOR-BRIDGE 頁面。

入門

PolarFire 乙太網路感測器橋接板支援以下介面：

10G SPF+ 端口
X32 DDR4

HDMI 1.4
USB轉串口

2x MIPI 相機接口
FMC 連接器

PolarFire 設備使用板載 FlashPro5 (FP5) 程式設計器進行程式設計。板載 FP5 程式設計器也用於使用 SoftConsole、Identify 或 SmartDebug 開發和偵錯嵌入式應用程式。

套件內容（提問）
下表列出了 PolarFire 乙太網路感測器橋的內容。

表 1-1。套件內容

物品	數量
PolarFire 乙太網路感測器橋接板	1
PolarFire 乙太網路感測器橋快速啟動卡	1
適用於 Raspberry Pi 的 12.3 MP 477M HQ 相機模組，搭配 135°(D) M12 廣角鏡頭	1
10GBase-T SFP + RJ45 30 厘米	1
4 英尺 Cat7 屏蔽 (SSTP) 600 MHz 電纜	1
12V 交流適配器	1
12V電源線	1
USB C 至 USB C，USB 2.0 – 2 米	1

框圖
下面的框圖顯示了電路板的所有組件。

圖 1-1。框圖

登機結束view
下表列出了 PolarFire 乙太網路感測器橋的關鍵組件。

表 1-2。電路板組件

成分	船上標籤	描述
特色設備
PolarFire® FPGA MPF200T-FCG784	U1	請參閱 PolarFire FPGA 資料表。
電源
12V外部電源	J25	該板採用 12V 適配器供電。
鐘錶
50 MHz 時脈振盪器	X2	具有單端輸出的 50 MHz 時脈振盪器
OSC	X4	148.5 MHz 振盪器（差分 LVDS 輸出），作為 XCVR1 的輸入
OSC	X6	125 MHz 振盪器（差分 LVDS 輸出），作為 XCVR1 的輸入
OSC	X5	125 MHz 振盪器（差分 LVDS 輸出），作為 XCVR3 的輸入
OSC	X1	156.25 MHz 振盪器（差分 LVDS 輸出），作為 XCVR2 的輸入


成分	船上標籤	描述
FPGA 編程與調試
使用板載嵌入式 FlashPro5 (eFP5) 進行編程	U8	板載 eFP5 透過 USB 轉 J 對晶片進行編程或調試TAG 頻道
通訊介面
SFP+ 以太網	J2 和 J5	適用於 10G 乙太網路的 SFP+ 連接器
FMC 連接器	J1	擴展連接器
HDMI	J22	HDMI 1.4 連接器
USB轉串口	U8	FT4232HL 是一款 USB 至四 UART 橋接控制器。本設備用於支援板上的3個UART介面。
記憶體晶片
DDR4	U2 和 U3	MT40A512M16TB-062E:R用於DDR4接口
microSD卡	J17	microSD 連接器
通用輸入/輸出
偵錯按鈕	SW1至SW2	用於調試
撥碼開關	開關8	用於調試的八個 dip 開關
發光二極體 (LED)	LED1 到 LED8	連接八個高電平有效 LED，用於調試
擴充介面
富美康	J1	FMC 連接器
樹莓派 MIPI RX 連接器	J14 和 J17	方便使用 CSI-2 相機模組

處理董事會 (提出問題)
為了避免可能發生的損壞或故障，在處理或操作電路板時請注意以下幾點：

處理電路板時應採取靜電放電 (ESD) 預防措施，以避免損壞。有關 ESD 預防措施的信息，請參閱了解產品處理和 ESD 預防措施。
拔下 USB Type-C 連接線來關閉開發板。

工作溫度（提問）
將在未來的版本中更新。

啟動主機板 (提問)
PolarFire 乙太網路感測器橋接板由 12V 插孔 (J25) 供電。若要開啟開發板，請將 12V 轉接器連接到 12V 插孔 (J25)。電源狀態 LED、VDD、VDDA、1P2V、1P8V 和 2P5V 開始發光，指示電路板已開啟。
下表列出了電源軌的探測點。

表 1-3。卷tag電子測量

S. 否	調節器/電源軌	跳線	軌	探測點	預期成交量tag電子供應	寬容
1	U24/電源	J18（2年和3年）	電源電壓	VDD 和 GND（C308）	1.0V	±3%
2	U24/電源	J18（2年和1年）	電源電壓	VDD 和 GND（C308）	1.05V	±3%
3	U30/3P3V	—	3P3V	TP_3P3V 和 GND（C351）	3.3V	±5%
4	U29/VDDA	J16（2年和3年）	電源電壓	TP_VDDA 和 GND (C326)	1.0V	±3%
5	U29/VDDA	J16（2年和1年）	電源電壓	TP_VDDA 和 GND (C326)	1.05V	±3%
6	U6/5P0V	—	5P0V	5P0V 和 GND（C160）	5.0V	±5%


S. 否	調節器/電源軌	跳線	軌	探測點	預期成交量tag電子供應	寬容
7	U31/2P5V	—	2P5V	2P5V 和 GND（C331）	2.5V	±5%
8	U33/VDDI0_1	—	1P2V	TP_1P2V 和 GND（C382）	1.2V	±5%
9	U32/VDDI2	J24（9年和10年）	電源電壓DI2	TP_VDDI2 和 GND (C363)	3.3V	±5%
10		J24（7年和8年）			2.5V	±5%
11		J24（5年和6年）			1.8V	±5%
12		J24（3年和4年）			1.5V	±5%
13		J24（1年和2年）			1.2V	±5%
14	U34/1P8V	—	1P8V	TP_1P8V 和 GND（C397）	1.8V	±5%
15	U35/DDR4_VREF	—	0P6V_VTT_DDR4	0P6V_VTT_DDR4 和 GND (C413)	0.6V	±5%

安裝和設置

本節提供有關在 PolarFire 乙太網路感測器橋上運行預編程演示設計所需的軟體和硬體設定的資訊。

軟體設定（提問）
下載並安裝 Microchip Libero® SoC 的最新版本，並在 Microchip Portal 上產生免費的銀牌許可證。 Libero SoC 安裝程式包含所需的裝置程式設計器驅動程式。請參考以下參考資料：

有關許可和安裝 Libero SoC 的更多信息，請參閱 Libero SoC 文件。
有關安裝 SoftConsole 的更多信息，請參閱 SoftConsole 頁面。
有關在安裝了 Libero SoC 的主機 PC 上下載和安裝 Microchip 的 DirectCores 的更多信息，請參閱 IP 核心工具。
有關在安裝了 Libero SoC 的主機 PC 上下載和安裝 Microchip 韌體驅動程式的更多信息，請參閱韌體目錄文件。

硬體設定（提問）
本節提供有關 PFSB 上的跳線設置、測試點和電源 LED 的信息
木板。

跳線設定（提問）
根據下表中指定的設定連接跳線。

表 2-1。跳線設定

跳線	描述	別針	預設設定
J15	跳線選擇 VDDAUX 音量tage 代表銀行 2	關閉引腳 1 和 2，將 VDDAUX 設定為 2.5V。	引腳 1 和 2 閉合。
J24	跳線選擇銀行卷tage 代表 GPIO Bank 2	關閉腳位如下： • 1 和 2 = 1.2V	引腳 9 和 10 閉合。
		• 3 和 4 = 1.5V
		• 5 和 6 = 1.8V
		• 7 和 8 = 2.5V
		• 9 和 10 = 3.3V

電源 LED（提問）
下表列出了 PFSB 套件上的電源 LED。

表 2-2。電源 LED

引領	描述
電源電壓	1V 導軌（核心卷tage)
1P8V	1.8V軌
電源電壓	1V模擬
2P5V	2.5V
1P2V	1.2V
5P0V	5V軌

測試點（提問）
PFSB 套件上有以下測試點。

表 2-3。測試點

測試點	描述
地1	GND 測試點
地4	GND 測試點
地5	GND 測試點
TP_VDDA	VDDA 測試點
TP_1P2V	1.2V 測試點
TP_2P5V	2.5V 測試點
TP_VDD	1V測試點（核心電壓tag電子鐵路）
TP_1P8V	1.8V 測試點

電源（提問）
PFSB 採用 Microchip 電源設備。有關這些電源設備的更多信息，請參閱 Microchip 的電源管理設備。下表列出了關鍵卷tagPFSB 板正常運作所需的導軌。

表 2-4。輸入輸出量tag電子軌道

銀行	輸入/輸出導軌	卷tage
組 0 和 1 (HSIO)	1P2V	1.2V
組 2 (GPIO)	電源電壓DI2	1.8V、2.5V 和 3.3V
組 4 (GPIO)	2P5V	2.5V
銀行 3 (JTAG)	3P3V	3.3V
組 5 (GPIO)	1P8V	1.8V

下圖顯示了voltagPFSB 套件上提供的電源軌 5V、3.3V、2.5V、1.8V、1.2V 和 1.0V (VDD)。

圖 2-1。卷tag電子軌道

下表列出了建議用於 PFSB 套件的電源調節器tage 導軌。

表 2-5。電源調節器

卷tag電子鐵路	零件編號	描述	目前的
電源電壓（1V）	TPS544C25RVFT	IC 調整降壓可調 20A	20A


卷tag電子鐵路	零件編號	描述	目前的
電源電壓	麥克風69502WR	IC REG 線性位置調整 5A	5A
VDDI0_1	MIC26950YJL-TR	IC 調整降壓可調 12A	12A
電源電壓DI2	MIC26950YJL-TR	IC 調整降壓可調 12A	12A
1P8V	MIC22405YML-TR	IC 調整降壓可調 3A	4A
2P5V	麥克風69502WR	IC REG 線性位置調整 5A	5A
3P3V	MIC26950YJL-TR	IC 調整降壓可調 12A	12A
VTT/VREF	MIC5166YML-TR	IC PWR SUP 3A HS DDR 期限 10MLF	3A
5P0V	MCP16311T-E/MNY	IC 調整降壓可調 1A	1A

電路板組件和操作

本節介紹 PFSB 板的關鍵組件並提供有關重要板操作的資訊。有關設備資料表，請參閱 PolarFire FPGA 文件頁面。

DDR4 記憶體介面（提問）
DDR4 記憶體連接到 HSIO Bank 0 和 1。以下列表提供了 DDR4 記憶體規格：

零件編號：MT40A512M16TB-062E:R

製造商：Micron
X32

SPI 快閃記憶體（提問）
SPI Flash 連接到 Bank 3 的專用 SPI 介面。以下列表提供了 SPI Flash 規格：

零件編號：MT25QL01GBBB8ESF-0SIT
製造商：Micron

MAC ID EEPROM（提問）
基於 I2C 的電可擦拭可程式唯讀記憶體 (EEPROM) 連接到 GPIO Bank，用於儲存雙 MAC ID。以下列表提供了 EEPROM 規格：

零件編號：AT24MAC402-STUM-T
製造商：Microchip

通訊介面（提問）
PFSB 套件支援以下通訊介面：

乙太網路-XCVR：PFSB 套件支援兩個 10G SFP+ 連接器。 XCVR2 連接到 SFP+ 連接器。板上提供 156.25 MHz 時脈。
USB 轉 UART 介面：PFSB 套件支援 USB 轉四 UART 橋接控制器設備，該設備支援兩個 UART 介面。規格如下：
- 零件編號：FT4232HL
- 製造商: FTDI
- UART_C 和 UART_D 介面連接到 GPIO Bank 5

擴充功能（提問）
PFSB套件具有以下擴充功能。

Raspberry Pi 22 針 MIPI 連接器
HDMI連接器
FMC介面

Raspberry Pi 22 針 MIPI 連接器（提問）
PFSB 套件有兩個 22 針 Raspberry Pi MIPI 攝影機介面。 MIPI 相機訊號連接到 GPIO Bank 4。它有四個資料通道、一個時脈對和連接到 Bank 5 的邊帶訊號。

零件號碼：0524372271
製造商：莫仕

HDMI 連接器（提問）
PFSB 套件有一個 HDMI 1.4 介面連接器。 TPD12S016PWR用於ESD保護和過流保護。以下列表提供了 HDMI 連接器規格：

零件編號：RAHHD19TR
製造商：Switchcraft Inc.

FMC 介面（提問）
PFSB 套件支援 FMC 連接器，允許使用外部子板。支援 Analog Devices 的 ADC 和 DAC 板。 XCVR1和XCVR3與FMC連接。邊帶訊號連接到 GPIO Bank 2。支援以下子板：

DAC38RF8xEVM_RevE
LI-IMX530-SLVS-FMC_V1.01

DC079C_AFE77xxEVM

調試電路（提問）
PolarFire 乙太網路感測器橋有四個調試 LED（LED1 至 LED4），它們連接到 HSIO Bank 1。下表列出了調試 LED 到 FPGA 引腳的連接。

表 3-1。調試 LED 連接

LED數量	別針
LED1	AD18
LED2	AE18
LED3	AB19
LED4	AC18

程式設計方案（提問）
PolarFire 乙太網路感測器橋接器具有板載 FlashPro5，可透過 USB 轉 JTAG 渠道。有關如何對設備進行編程的更多信息，請參閱使用板載 FlashPro5 對 PolarFire FPGA 進行編程。

外形尺寸（提問）
PFSB 套件的外型尺寸約為 6.8” × 6”。

系統重置（提問）
DEVRST_N 是一個僅輸入的複位板，允許對晶片進行完全重設。下圖顯示amp使用 Microchip MCP121T-315E/TT 裝置的重設電路。

圖 3-1。復位電路

50 MHz 振盪器（提問）
板載 50 MHz 時脈振盪器，精度為 ±10 ppm。此時脈振盪器連接至 FPGA 結構以提供系統參考時脈。 50 MHz 振盪器連接到 FPGA 設備的 B7 接腳。
下圖顯示了 50 MHz 時脈振盪器介面。

圖 3-2。 50 MHz 振盪器

引腳列表（提問）
有關 PolarFire FPGA 設備上所有封裝引腳的更多信息，請參閱封裝引腳分配表 (PPAT)。

電路板元件佈局（提問）
下面的網版印刷顯示了頂部-view 各種元件在板上的放置。

圖 4-1。網版印刷（頂部View)

下面的網版印刷顯示了底部-view 各種元件在板上的放置。

圖 4-2。網版印刷（底部View)

演示設計（提問）
將在未來的版本中更新。

使用板載 FlashPro5 對 PolarFire FPGA 進行程式設計（提問）
PolarFire 乙太網路感測器橋接器包括一個板載 FlashPro5 程式設計器。因此，不需要外部編程硬體來對 PolarFire 設備進行程式設計。該設備使用編程.job進行編程 file，使用主機PC上安裝的FlashPro Express軟體。作為先決條件，請確保在主機 PC 上下載最新版本的 FlashPro Express。
請依照以下步驟對板載 PolarFire 設備進行程式設計：

將 12V 轉接器連接到 J25。
當電路板設定成功後，電源 LED 開始發光。

啟動 Flash Pro Express (FPExpress) 軟體。
透過從 FlashPro Express Job 中選擇「專案」>「新 Job 專案」來建立一個新的 Job 專案。
在「從 FlashPro Express Job 建立新作業項目」對話方塊中，完成下列步驟：
- 在程式設計工作中 file，點選瀏覽並選擇 .job file.
- 在「FlashPro Express 作業項目位置」中，按一下「瀏覽」以選擇需要儲存 FlashPro Express 專案的方便路徑。
  在下一個視窗中建立一個 FlashPro Express 專案。
按一下“RUN”對設備進行程式設計。
顯示“RUN PASSED”訊息以確認設備編程成功。

拔下 USB Type-C 連接線並重新連接以對電路板進行電源循環。

修訂歷史（提問）
修訂歷史記錄描述了文件中實施的變更。變更按修訂版列出，從最新出版物開始。

修訂	日期	描述
A	10/2024	初步修訂

微芯片 FPGA 支持
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通過以下方式聯繫技術支持中心 web站點位於 www.microchip.com/support. 提及 FPGA 器件部件號，選擇合適的案例類別，然後上傳設計 files 同時創建技術支持案例。
聯繫客戶服務以獲得非技術產品支持，例如產品定價、產品升級、更新信息、訂單狀態和授權。

來自北美，請致電 800.262.1060
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Microchip 致力於不斷改進我們產品的程式碼保護功能。

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加拿大 – 多倫多
電話： 905-695-1980
傳真： 905-695-2078

常問問題

Q：如何使用板載 FlashPro5 對 PolarFire FPGA 進行程式設計？
答：要對 FPGA 進行編程，請透過 USB 將開發板連接到計算機，然後使用 FlashPro5 編程器軟體載入編程 files.
Q：使用 SoftConsole、Identify 或 SmartDebug 可以開發哪些應用程式？
答：這些工具可用於開發和調試 PolarFire 設備的嵌入式應用程式。

文件/資源

MICROCHIP FPGA PolarFire 乙太網路感測器橋 [pdf] 使用者指南
FPGA PolarFire 乙太網路感測器橋接器、FPGA、PolarFire 乙太網路感測器橋接器、乙太網路感測器橋接器、感測器橋接器

參考

使用者手冊