FPGA платы Марсоход3 / Марсоход3бис, и проекты Intel Quartus Prime для этих плат

Отладочная FPGA плата Марсоход3 предназначена для изучения технологии ПЛИС и создания устройств средней сложности.
Эта плата визуально похожа на свою предшественницу, плату Марсоход2, но имеет несколько принципиальных отличий.
Главное отличие - используется не Cyclone III, а микросхемы ПЛИС компании Altera серии MAX10.

Плата Марсоход3 существует в двух вариантах исполнения. На плате Марсоход3bis стоит ПЛИС меньшей емкости - 8 тыс. логических элементов. На плате Марсоход3 стоит ПЛИС большей емкости - примерно 50 тыс. логических элементов. Это наша первая плата в серии "марсоход" с ПЛИС такой большой емкости.

Визуально платы Марсоход3 и Марсоход3бис отличаются незначительно. Вот фото платы Марсоход3бис:

Расположение компонентов на обеих платах практически одинаковое.
Но главное отличие это конечно сама микросхема ПЛИС и её ёмкость:

Обзор и описание микросхемы на английском языке на сайте компании Альтера: https://www.altera.com/products/fpga/max-series/max-10/overview.html

Подробная документация на микросхему:  https://www.altera.com/en_US/pdfs/literature/hb/max-10/m10_datasheet.pdf

Кажется, что микросхема 10M08SAE серии MAX10, установленная на плате Марсоход3bis, уступает по параметрам микросхеме EP3C10E серии Cyclone III, установленной на плате Марсоход2: здесь чуть меньше логических элементов, меньше встроенной памяти и всего один PLL. Однако, нужно учитывать, что микросхемы серии MAX10 реализуют некоторые уникальные функции недоступные в Cyclone III. Например, MAX10 имеет встроенный блок ADC, аналого-цифрового преобразователя (работает на частоте 1МГц) - АЦП это уникальная для цифровой микросхемы функция. Кроме этого, MAX10 имеет встроенную память для инициализации ПЛИС и еще ряд других функций.

Марсоход3 с чипом 10M50SAE, как сказано выше - примерно 50 тысяч логических элементов. 

Вот что есть на плате:

На плате имеется микросхема FTDI FT2232H. Она реализует связь платы Марсоход3 / Марсоход3bis и ПЛИС с компьютером через HighSpeed USB 2.0. Микросхема предоставляет 2 независимых интерфейса А и В. Интерфейс А используется для реализации встроенного JTAG программатора MBFTDI. Кроме этого, интерфейс А (JTAG) используется для внутрисхемного захвата и анализа сигналов пользовательских проектов с помощью программы Altera SignalTap. Интерфейс В может использоваться для как виртуальный последовательный порт, скорость передачи 12Мбит/сек.

В отличие от платы Марсоход2, на платах Марсоход3 и Марсоход3bis возможно использование интерфейса FTDI в режиме синхронного FIFO. Переключить микросхему FTDI в режим синхронного FIFO можно путем программирования микросхемы последовательной флэш памяти конфигурации (чип 93C46) для FTDI FT2232H. Использование режима синхронного FIFO позволит добится высокоскоростной (более 40Мбайт/сек) передачи данных через USB2 в плату или из платы.

Если требуется использовать режим синхронного FIFO микросхемы FTDI FT2232H плат Марсоход3, Марсоход3bis, то использование JTAG интерфейса этой же микросхемы FTDI для программирования ПЛИС становится невозможным. Однако, с помощью блока перемычек (Jumpers) можно переключить плату для использования совместно с внешним программатором (например MBFTDI).

Еще на плате стоят:

• Микросхема SDRAM MT48LC4M16A2-75 компании Micron. 
  Micron 64Mbit SDRAM 4x1Mx16bit

Четыре банка по 1,048,576 шестнадцатиразрядных слова. Итого, 64Мбита (или 8Мбайт, что то же самое).

• Кварцевый генератор 100Мгц.
• Две пользовательские кнопки.
• Восемь пользовательских светодиода.
• Разъем выход видео HDMI. Предполагается реализация видеорежима до 1280x720 True Color, 24 бита на точку.
• Разъемы для установки плат расширения. 16 свободных пользовательских контактов. Шилды, применяемые для платы Марсоход2, совместимы с платой Марсоход3 и Марсоход3bis. Сейчас существует несколько шилдов: плата 7ми сегментного индикатора, плата дополнительных разъемов и плата Ethernet PHY 100MBit.

Плата подключается к компьютеру USB2 кабелем. 
Питание платы +5В, производится из разъема USB, установленного на плату.

Полную схему платы Марсоход3bis можно взять вот здесь:

Схема платы Марсоход3 

Пожалуйста обратите внимание, что микросхемы 10M50SAE и 10M08SAE не полностью совместимы по выводам. К сожалению, компания Альтера, производитель микросхем, не сделала их совместимыми. Публикуемые на нашем сайте проекты скорее всего будут содержать разные ревизии проектов для разных микросхем.

Платы можно купить в нашем интернет магазине:

Ниже приведен список проектов, выполненных, для этих плат. Но и это еще не всё. На плате Марсоход3 мы запускали микропроцессор MIPSfpga и еще RISC-V микропроцессор в реализации российской компании Синтакор.