“今天我們來回顧一款經(jīng)典的開源 FPGA 開發(fā)板 ICEBreaker，專為教師和學(xué)生設(shè)計(jì)。目前有兩個(gè)版本，經(jīng)典款和尺寸更小的 Bitsy。”

Made with KiCad 系列將支持新的展示方式。直接將以下鏈接復(fù)制到瀏覽器中：

https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage/?xmlId=ac3597a1-ea54-41c7-bf2a-1c4be6b82f13&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2Fac3597a1-ea54-41c7-bf2a-1c4be6b82f13.zip 即可動(dòng)態(tài)查看設(shè)計(jì)的原理圖、PCB、3D 及 BOM，查詢?cè)O(shè)計(jì)中器件、走線、焊盤的屬性詳情。還可以在原理圖中與AI小助手互動(dòng)，幫您更高效地學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)：

概覽 iCEBreaker FPGA 開發(fā)板是一款低成本、開源的 FPGA 教育開發(fā)板。

該開發(fā)板的主要應(yīng)用領(lǐng)域是使用 Yosys、nextpnr、icestorm、iverilog、symbiflow 等開源 FPGA 設(shè)計(jì)流程的教育或研討會(huì)場景。這意味著電路板的成本必須很低，而且要有一套很好的功能，以便設(shè)計(jì)出有趣的課程和 Workshop。iCEBreaker 可通過其 Pmod 連接器輕松擴(kuò)展，因此您可以使用大量第三方 Pmod 模塊，以及我們專門為其設(shè)計(jì)的幾個(gè)新 Pmod。

硬件特性

Lattice iCE40UP5k FPGA

5280 個(gè)邏輯單元（4-LUT + Carry + FF）

120 Kbit 雙端口RAM

1 Mbit（128 KB 字節(jié)）單端口 RAM

PLL、2 x SPI、2 x I2C 硬 IP

兩個(gè)內(nèi)部振蕩器（10 kHz 和 48 MHz），用于簡單設(shè)計(jì)

八個(gè) DSP 乘法器模塊，用于信號(hào)處理，如音頻合成，甚至軟件定義無線電

低功耗，是電池供電應(yīng)用的理想選擇

3 個(gè) 24 mA 驅(qū)動(dòng)器和 3 x 硬 IP PWM（可驅(qū)動(dòng) RGB LED 和小型電機(jī)）

豐富、快速的存儲(chǔ)

128 Mbit (16 MB) 四路 SPI 雙倍數(shù)據(jù)速率(QSPI-DDR) 閃存

例如：可將視頻流傳輸?shù)?LED 矩陣

大量的 I/O

用于 RGB LED 的三個(gè)引腳（接頭）

兩個(gè)板載 LED

一個(gè) UART、RX 引腳和 TX 引腳，可通過虛擬（USB）串行端口訪問

一個(gè)按鈕

兩個(gè)可用的 Pmod 連接器（共 16 個(gè)引腳）

一個(gè)可斷開 Pmod（8 個(gè)引腳）

預(yù)接線、可斷開 Pmod 模塊

用戶可訪問輸入和輸出，并可用于自己的硬件設(shè)計(jì)

五個(gè)星形 LED

三個(gè)按鈕

足以承載 CPU 軟核

picorv32

picosoc

RISC-V 及其他

板載 FPGA 編程器和 USB 轉(zhuǎn)串行適配器

與 IceStorm iceprog 工具兼容

作為串行設(shè)備與主機(jī)輕松連接，無需驅(qū)動(dòng)程序

USB 高速

板載 FT2232 USB 芯片

高達(dá) 480 Mbit/s 的主機(jī)接口

Pmod 連接器和 Breakaway Pmod

iCEBreaker FPGA 板有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn) Pmod 連接器，由于 Pmod 是多家硬件制造商采用的標(biāo)準(zhǔn)，因此擴(kuò)展選擇范圍很廣。這樣，您就可以訪問龐大的模塊庫。無論您的項(xiàng)目是什么，都一定能找到適合的 Pmod。有關(guān)現(xiàn)有 Pmod 的示例，請(qǐng)?jiān)L問 Digilent 在線商店。針對(duì)一些使用案例，我們還開發(fā)了自己的 Pmod，并將不斷添加新的 Pmod。

iCEBreaker FPGA 板附帶一個(gè)可拆卸 Pmod，上面有三個(gè)按鈕和五個(gè) LED 燈。您可以使用可拆卸 Pmod 立即探索 FPGA，無需任何焊接，也可以將其拆下，使用 Pmod 連接器連接另一個(gè) Pmod。

iCEBreaker 框圖

開源的工具鏈

iCEBreaker FPGA 原型已得到以下開源 FPGA 設(shè)計(jì)工具的支持：

Yosys：Verilog RTL 綜合框架

Arachne-pnr：用于 iCE40 系列 FPGA 的放置和布線工具

nextpnr：供應(yīng)商中立、時(shí)序驅(qū)動(dòng)的 FPGA 放置和布線工具

IceStorm：用于分析和創(chuàng)建 iCE40 FPGA 位流的工具

icestudio：基于 IceStorm 的 FPGA 板可視化編輯器

部分 PMOD 展示

7段數(shù)碼管及開關(guān)

HDMI PMOD

LED面板及驅(qū)動(dòng) PMOD

LED面板驅(qū)動(dòng) PMOD

原理圖 & PCB

iCEBreaker Bitsy

除了經(jīng)典版本的 iCeBreaker 之外，還有一款更小但功能類似的版本：iCEBreaker Bitsy。iCEBreaker Bitsy 是 iCEBreaker 的同胞兄弟，體積更小，但功能同樣強(qiáng)大。它的尺寸僅為 36x18mm，與 Teensy 外形兼容，可輕松嵌入到任何項(xiàng)目中。

硬件參數(shù)：

iCE40UP5K 采用 QFN48 (SG48) 封裝

PLL、兩個(gè) SPI 和兩個(gè) I2C 硬 IP

128M (16MiB) 支持 DDR 和 QPI 的閃存

64M（8MiB）支持 QPI 的偽 SRAM

USB-C 接口（預(yù)裝 RISC-V 軟核 USB 引導(dǎo)加載程序）

連接至 3x 24mA 硬 PWM IP 引腳的 RGB LED

兩個(gè)用戶 LED（一個(gè)與 RAM-CS 共享）

CDONE（配置完成）狀態(tài) LED

12MHz 外部時(shí)鐘（在 PLL GBIN 上）

一個(gè)用戶按鈕

電源軌：3.3V 和 1.2V

FPGA SPI/編程接頭

4 個(gè)配置引腳（SDI、SDO、SCK、CS）

用于 QSPI/QPI 的 2 個(gè)額外 GPIO 引腳

CDONE（配置完成）、CRESET（配置復(fù)位）、3.3V 和 GND

兼容 Teensy 外形

使用 Teensy 3.x Feather 適配器與 Feather 生態(tài)系統(tǒng)兼容

半空封裝且只單面裝配器件，更利于模塊集成

License

NA

倉庫 & 下載

可以在Github中獲取開源倉庫：

https://github.com/icebreaker-fpga/icebreaker

Baidu 下載：

購買鏈接： https://www.crowdsupply.com/1bitsquared/icebreaker-fpga

注意：如果想第一時(shí)間收到 KiCad 內(nèi)容推送，請(qǐng)點(diǎn)擊下方的名片，按關(guān)注，再設(shè)為星標(biāo)。

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審核編輯 黃宇