# YADAN Board 开发板介绍
YADAN Board 是一块核心为 Anlogic FPGA 的可编程硬件设计学习平台，原理图可点击该链接浏览或者下载：[Schematic_YADAN_v1_0_1_20211228_B.pdf](https://github.com/CSY-tvgo/YADAN-Docs/blob/main/docs/source/attachments/Schematic_YADAN_v1_0_1_20211228_B.pdf)
（如果 GitHub 加载较慢也可以点 [这个链接](https://gitee.com/verimaker/yadan-board/blob/master/Schematic_YADAN_v1_0_1_20211228_B.pdf) 在 Gitee 上下载）
当我们需要学习嵌入式入门知识时，我们可以移植一颗 SoC （可选 YADAN Core 内核的 YADAN SoC 或 Zero-riscy 内核的 PULPino SoC）到 FPGA，在其基础上学习嵌入式软件开发。YADAN Board 兼容 Arduino UNO 接口，我们能像使用 Arduino 一样轻松上手。
当我们需要深入学习数字系统设计时，也能够在 YADAN Board 的 FPGA 上容易地搭建数字系统。从译码器等简单的数字逻辑电路、到 CPU 内核、到接入总线的外设、到 SoC，在实践中一步一步学习数字系统设计和芯片架构。
使用 YADAN Board 进行学习或开发需要使用 Arduino IDE、TangDynasty 等开发工具，通常，这些工具能在 Windows 7 及更高版本的电脑上运行。
## 开发板主要资源
YADAN Board 主要拥有以下资源：
(1) 主控采用Anlogic高性能FPGA芯片EG4S20NG88
♢ 等效 23520 个四输入查找表
♢ 最大 156.8K 分布式 RAM
♢ 64 块 9Kb 嵌入式 RAM 和 16 块 32Kb 嵌入式 RAM
♢ 64Mbit SDRAM，最高 200MHz 工作频率
♢ 16 个全局时钟，3 个 PLL
♢ 1MSPS 12-bit SAR 型 ADC
(2) 板载2片SPI Flash
♢ 一片 FPGA 配置 Flash， 六线连接 FPGA
♢ 一片用户 Flash， 六线连接 FPGA
(3) 板载六线TF卡接口
(4) 板载1个USB转串口
(5) USB-C供电及程序下载
(6) 板载2个独立微动按键输入
(7) 板载1个LED灯输出
(8) 拓展接口
♢ 兼容 Arduino接口
♢ 0.5mmFPC-24P 标准 DVP Camera 接口
YADAN Board 的硬件布局如图 1.1 所示，硬件接口介绍见表 1.1。
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图 1.1 YADAN Board 的硬件布局**
**表 1.1 YADAN Board 的硬件接口介绍**
| 硬件功能分组 | 接口名 | 引脚号 |
| ----------------------- | ---------------- | ------------- |
| CLK | CLK_24MHz | P34 |
| 用户 SPI Flash | FLASH_CS | P71 |
| 用户 SPI Flash | FLASH_MISO | P72 |
| 用户 SPI Flash | FLASH_WP | P74 |
| 用户 SPI Flash | FLASH_HOLD | P75 |
| 用户 SPI Flash | FLASH_CCLK | P76 |
| 用户 SPI Flash | FLASH_MOSI | P77 |
| TF 卡接口 | SD_D0 | P62 |
| TF 卡接口 | SD_D1 | P61 |
| TF 卡接口 | SD_D2 | P70 |
| TF 卡接口 | SD_D3 | P66 |
| TF 卡接口 | SD_CLK | P63 |
| TF 卡接口 | SD_CMD | P64 |
| Micro-USB 转串口 | UART_TX | P52 |
| Micro-USB 转串口 | UART_RX | P54 |
| 微动按键 | K_51 | P51 |
| 微动按键 | K_50 | P50 |
| LED | LED_23 | P23 |
| LED | DONE_8 | P8 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 0 / RXD | P2 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 1 / TXD | P3 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 2 | P4 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 3 | P5 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 4 | P10 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 5 | P11 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 6 | P12 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 7 | P13 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 8 | P14 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 9 | P16 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 10 | P17 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 11 | P18 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 12 | P19 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | 13 (LED_BUILTIN) | P23 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | A5 | P87 (ADC_CH6) |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | A4 | P86 (ADC_CH5) |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | A3 | P60 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | A2 | P59 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | A1 | P57 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | A0 | P55 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | SCL | P86 |
| 兼容 Arduino UNO 的接口 | SDA | P87 |
| DVP 接口 | d0 | P27 |
| DVP 接口 | d1 | P28 |
| DVP 接口 | d2 | P32 |
| DVP 接口 | d3 | P30 |
| DVP 接口 | d4 | P29 |
| DVP 接口 | d5 | P31 |
| DVP 接口 | d6 | P33 |
| DVP 接口 | d7 | P37 |
| DVP 接口 | d8 | P38 |
| DVP 接口 | d9 | P40 |
| DVP 接口 | PCLK | P35 |
| DVP 接口 | HREF | P41 |
| DVP 接口 | VSYNC | P45 |
| DVP 接口 | XCLK | P39 |
| DVP 接口 | PWDN | P42 |
| DVP 接口 | CAMSIOC | P48 |
| DVP 接口 | CAMSIOD | P49 |
| DVP 接口 | CAMRST | P47 |
## 相关电路介绍
本节将介绍开发板电路上一些常用的部分，完整的原理图可以在这里找到：[Schematic_YADAN_v1_0_1_20211228_B.pdf](https://github.com/CSY-tvgo/YADAN-Docs/blob/main/docs/source/attachments/Schematic_YADAN_v1_0_1_20211228_B.pdf)
（如果 GitHub 加载较慢也可以点 [这个链接](https://gitee.com/verimaker/yadan-board/blob/master/Schematic_YADAN_v1_0_1_20211228_B.pdf) 在 Gitee 上下载）
### 时钟电路
开发板上有一个 24MHz 时钟连接到 FPGA 的 P34 引脚，原理图如图 1.2。
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图 1.2 晶振的硬件连接图**
### 按键及 LED 灯
YADAN Board 提供了用户可定义的 2 个按键，允许用户与开发板进行交互。每个按键都连接有上拉电阻，不按下的时候提供 3.3V 高电平，按下时提供 0V 低电平，可供 FPGA 检测用户是否按下按键。原理图如图 1.3。
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图 1.3 按键的硬件连接图**
YADAN Board 还提供有 2 个 LED，其中一个在电路板标识为 LED，另一个标识为 DONE，分别连接在 P23 和 P8 引脚上。原理图如图 1.4 和图 1.5。
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图 1.4 标识为 LED 的 LED 的硬件连接图**
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图 1.5 标识为 DONE 的 LED 的硬件连接图**
从原理图上可以看出，P23 引脚输出高电平时可以使标识为 LED 的 LED 点亮，P23 引脚输出低电平时该 LED 熄灭；而标识为 DONE 的 LED 的电路是相反的，P8 引脚输出低电平时该 LED 才会点亮，而 P8 引脚输出高电平时该 LED 熄灭。
标识为 DONE 的 LED 的另一个作用是指示 FPGA 的下载状态，即，当 PC 给 FPGA 下载程序的过程中该 LED 会被点亮，下载完成后 P8 引脚即可作为普通的 GPIO 引脚使用。
### GPIO 接口和 TF 卡接口
YADAN Board 的 GPIO 引脚外形与 Arduino UNO 兼容，表 1.1 中列出了YADAN Board 的 GPIO 引脚与对应的 Arduino UNO 引脚的位置关系。
除此之外，YADAN Board 还有一个 8 针扩展接口。当我们有使用 TF 卡的需求时，可通过该接口连接 TF 卡，当不使用 TF 卡时，可以把它作为普通的 GPIO 使用。原理图如图 1.6。
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图 1.6 TF 卡接口的硬件连接图**
### DVP 摄像头接口
YADAN Board 提供一个 DVP 摄像头接口，可连接 OV2640 等摄像头。我们可以使用摄像头进行图像采集，并借助 FPGA 进行后续的图像处理、图像识别等操作。硬件原理图如图1.7。
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图 1.7 DVP 接口的硬件连接图**
### 用户 Flash 接口
YADAN Board 提供两片 SPI 接口的 FLASH。其中第一片用于 FPGA 配置，目前不对用户开放，第二片的型号为 WINBOND 25Q16，可供用户访问。若部署 SoC，SoC 可使用第二片作为 Flash 存储器，该内容会在后文介绍 SoC 的部分详细介绍。用户 Flash 接口的原理图如图 1.8。
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图 1.8 用户 Flash 的硬件连接图**