Tang Mega 138K Dock

2024-09-25
更新历史
日期 版本 作者 更新内容
2024-09-25 v0.2 Serika
  • 修正PCIe部分总线宽度的描述
  • 更新GT收发器的最大速率为8.0Gbps
2024-06-25 v0.1 Serika
  • 新建文档

产品概述

Tang Mega 138K 使用 22nm 制程 GW5AST-LV138P484A FPGA 芯片，具有 138240 个查找表单元和近 300 个 DSP 单元。含有四个速度范围在 270Mbps ~ 8.0Gbps 高速收发器，适合用于 PCIe 等高速口传递数据。此外，芯片含有硬核 PCIe，在使用 PCIe 的时候消耗更好的资源，并且得到更佳的性能。适用于高速通信、协议转换、高性能计算等场合。
相比138K Pro Dock，138K Dock具有更小的体积和更低的价格，并用USB3.0代替了SFP收发器。这不仅有效的降低了高速通讯的成本，还带来了更好的通用性。

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板卡特点

  • 大容量 LUT4
  • 大容量 内存
  • PCIe3.0 x 4
  • USB3.0 x 1（5Gbps）
  • RISC-V 硬核（AE350 @800MHz）
  • HDMI TX/RX x 1
  • 千兆以太网 x 1
  • 板载3.7V锂离子电池（1S）充放电管理电路

产品外观

硬件参数

核心板参数

项目 参数 补充
FPGA 芯片 GW5AST-LV138PG484A
逻辑单元(LUT4) 138240
寄存器(FF) 138240
分布式静态随机存储器S-SRAM(Kbits) 1080
块状静态随机存储器B-SRAM(Kbits) 6120
块状静态随机存储器数目B-SRAM(个) 340
乘法器(18x18 Multiplier) 298
锁相环(PLLs) 12
全局时钟 16
高速时钟 24
Transceivers 4
Transceivers 速率 270Mbps-8.0Gbps
PCIE 硬核 1个
速度可选 x1, x2, x4 PCIe 3.0
LVDS (Gbps) 1.25
DDR3 (Mbps) 800
硬核处理器 RiscV AE350_SOC
ADC 2
IO Bank 总数 10
内存 1GiB DDR3 512MiB x 2
Flash 128Mbits Flash x 1 查看 烧录到Flash
调试接口 JTAG + UART JST SH1.0 8Pins 连接器
整体封装 35mm x 45mm 大小 BTB连接器连接核心板和底板

底板参数

项目 数量 备注
LED 4+8 4个电量指示灯+8个PMOD外接
WS2812 1 与 aRGB 灯带连接器同数据引脚
Buttons 3+1 3个用户按键+1个reconfig按键
PCIe 1 4-lane @ 5Gbps，CH569 16bit HSPI
USB3 2 SuperSpeed @ 5Gbps
GbE 1 千兆以太网
DVI RX 1 与 DVI TX 互相占用
DVI TX 1 与 DVI RX 互相占用
PMOD 2 与上边的40P排针和DVP复用
ADC 2 2个差分输入通道
aRGB CONN. 1 与 WS2812 同数据引脚
DVP Interface 1 与上侧的40P排针和PMOD复用
RGB Interface 1 支持 RGB888 屏幕
MIC ARRAY Interface 1 支持连接 Sipeed 6+1 麦克风阵列
SD Slot 1 1-bit SDIO/MMC 或SPI模式
BATT CONN. 1 支持3.7V锂电池，自带充放电管理
PWM FAN CONN. 1 支持5V PWM风扇，支持测速
Speaker CONN. 2 支持两个3W扬声器
3.5mm Headphone CONN. 1 立体声输出，无Mic
MS5351 1 为 Serdes 提供 RefClk；通过底板上的串口来控制输出
USB JTAG & UART 1 支持烧录 FPGA，并且提供串口功能
40P 排针 2 上侧的40P排针与PMOD和DVP复用
电源开关 1 长按2s切换开关机状态
12V DC 1 规格DC5521

硬件资料

板卡规格书
板卡原理图
PCB BOM
板卡尺寸图
板卡 3D 模型
部分芯片手册
全引脚约束

上手使用

注意138K目前未被教育版支持，需要下载 V1.9.9 或更新版本的商业版IDE使用。
V1.9.10.02版本的Programmer存在严重问题，无法正常下载本产品。
如需将码流下载到flash中固化，推荐使用 exFlash Erase,Program thru GAO-Bridge 5A 模式。
Lic 可以在高云官网申请，或者使用Sipeed提供的在线Lic服务，在IDE中选择Float Lic，填写以下信息即可：

ip: 106.55.34.119
port: 10559

如果上面的IP不能工作, 尝试使用 "gowinlic.sipeed.com" 域名对应的IP.

安装 IDE 点我

例程代码 github

其他学习资源

  • 在线免费教程：Verilog 教程（学习Verilog）
  • 在线免费 FPGA 教程：Verilog （英文网站）
  • Verilog 刷题网站：HDLBits（英文网站）
  • 在线高云半导体可参考视频教程：点击这里

交流方式

注意事项

事项 注意事项
芯片型号 Tang Mega 138K 使用的 FPGA 芯片具体型号是 GW5AST-LV138PG484A
在 IDE 中选择封装型号 PBG484A
静电 请避免静电打到 PCBA 上；接触 PCBA 之前请把手的静电释放掉
容忍电压 使用 GPIO 排针引脚进行外部通信时，要确保 IO 电压是 3.3V，过高的电压会永久损坏 PCBA
FPC 座子 在连接 FPC 软排线的时候，请确保排线无偏侈地完整地插入到排线中
PCIe 金手指 在测试 PCIe 金手指时候，确保是主机端与板卡都处于关机或者未通电的状态，否则可能会因为插入过程中的易位导致金手指短路。
插拔 请完全断电后才进行插拔操作
避免短路 请在上电过程中，避免任何液体和金属触碰到 PCBA 上的元件的焊盘，否则会导致路，烧毁 PCBA

联系

Tang Mega 138K 可以在多种场景实现客户不同方面的需要，技术支持和商业合作请联系邮箱 support@sipeed.com

常见问题

板子通电后底板只亮了四个指示灯，SOM的指示灯没亮

  1. 请检查是否开启了板子的电源，PWR按键（HDMI接口旁边）长按2S开启电源；

板子通电后，底板Battery-Indicator指示灯在闪烁

  1. 正常现象，通常是最后一颗LED（靠近12V DC连接器）在闪烁；
  2. 当板子连接3.7V锂电池时，这些LED将作为电池电量指示灯。

长按PWR按钮 2s 后，底板指示灯全部熄灭又依次亮起

  1. 检查自己的供电方式，出现这种情况意味着供电能力不足；
  2. 解决方案（任选一种）：
    a. 同时连接板子的USB-3.0和USB-DEBUG进行供电，即双5V USB电源供电；
    b. 连接12V DC电源对板子进行供电，如使用配件中的USB-C转12V DC连接器，则需要连接有12V输出能力的PD电源；
    c. 连接3.7V锂电池对板子进行供电，注意电池电压必须≥3.6V且连续放电能力≥600mA。

板子电源指示灯亮了，Programmer提示No USB Cable Connection

  1. 请检查USB线是否正确接入标记为USB-DEBUG的USB-C连接器。
  2. 尽量避免使用机箱前面板的USB连接器和没有独立供电的USB HUB。
  3. 检查自己是否正确安装FT2232的驱动：出现USB Serial Converter A/B。
flash_mode
  1. 通常情况下Windows会在联网后自动安装相应驱动。如果想要手动处理，请前往相关问题查看相关内容。

IDE找不到型号GW5AST-LV138PG484A

  1. 教育版不支持138K，请更换商业版。如下图所示即为教育版（不支持138K）；
  1. IDE版本过老，必须更新IDE ≥ 1.9.9。

如何下载到外部 FLASH（固化）

  1. 进行如下选项设置：
flash_mode
  1. 检查拨码开关的位置，正确的位置如下图所示：
dip-key_defualt

烧录后没反应或者引脚现象不对

  1. 首先确定IDE选择了正确的型号 GW5AST-LV138PG484AC1/10，下图中的每一个参数都要求一致；
device_choose
  1. 然后检查自己的代码和对应的仿真波形是否满足要求，使用云源软件（GOWIN IDE）的GAO工具可以进行片上仿真。更多详情请参考GOWIN文档SUG100中关于GAO工具的描述。

更多问题及其解决办法前往相关问题查看