Guide matériel ULX3S

Architecture, ressources de la carte, interfaces et utilisation par Hazard3-Doom.

ULX3S est une carte FPGA open hardware basée sur un Lattice ECP5, conçue pour l’enseignement, la recherche et les projets FPGA généraux. Elle associe le FPGA à de la SDR SDRAM externe, une flash SPI de configuration, un emplacement micro-SD, une sortie vidéo GPDI, USB/JTAG/UART, GPIO, boutons, LED, audio, ADC, RTC et un chemin ESP32 optionnel/intégré.

Cette combinaison convient particulièrement bien à Hazard3-Doom : la carte peut héberger le processeur, la mémoire de travail externe, la vidéo indexée, le stockage amovible, un moniteur résident et plusieurs chemins indépendants de programmation et de débogage.

Important

La densité du FPGA et la révision du PCB sont deux identités différentes. Une carte peut utiliser un ECP5 12F, 25F, 45F ou 85F tout en appartenant à une révision PCB distincte, par exemple 3.0.x ou 3.1.x. Identifiez toujours les deux avant de vous fier à un schéma, un fichier de contraintes ou une cible de compilation.

Hazard3-Doom fournit actuellement des chemins de compilation complets pour ULX3S 85F et pour la cible compacte ULX3S 12F. D’autres densités existent dans la famille matérielle, sans que cela signifie que le SoC Doom complet soit qualifié pour chacune d’elles.

• Vue d’ensemble et variantes de carte
  • Qu’est-ce qu’ULX3S ?
  • Densité FPGA et révision PCB
  • Discipline de révision
• FPGA, horloges et domaines d’E/S
  • Famille ECP5
  • Oscillateur 25 MHz
  • SDRAM et timing
  • La fermeture du timing dépend de la cible
  • Normes d’E/S
• Mémoire externe : SDR SDRAM
  • Chemin du contrôleur
  • Profils mémoire
  • EBR et SDRAM sont différentes
  • Qualification
• Configuration FPGA, flash et chemins de démarrage
  • Configuration volatile
  • Flash SPI persistante
  • Rôles de US1 et US2
  • Flux d’image utilisateur DFU
  • Chargement logiciel à l’exécution
• Vidéo, micro-SD et stockage d’exécution
  • Vidéo GPDI
  • Écrans HDMI et exemple de boîtier
  • Stockage micro-SD
  • Partage SD avec l’ESP32
  • Extension audio et affichage
• Interfaces USB, JTAG, UART, GPIO et ESP32
  • Chemin US1 FT231X
  • JTAG externe
  • UART Hazard3-Doom
  • GPIO J1/J2
  • Partage avec l’ESP32
  • Autres interfaces de la carte
• Contraintes de broches, schémas et révisions PCB
  • Sources de contraintes du projet
  • Schémas amont révisionnés
  • Attention à la numérotation des connecteurs
  • Discipline de révision
• Sources de conception et lectures complémentaires
  • Sources ULX3S principales
  • PDF de schémas
  • Sources Hazard3-Doom
  • Comment traiter des sources contradictoires
  • Documentation Hazard3-Doom associée

Modèle mental utile

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| Carte ULX3S                                                   |
|                                                               |
|  +-------------+       +------------------+                   |
|  | Flash SPI   |<----->| Lattice ECP5     |<----> vidéo GPDI  |
|  +-------------+       | FPGA             |<----> US1/JTAG    |
|                        |                  |<----> GPIO J1/J2   |
|  +-------------+       | SoC Hazard3      |<----> micro-SD    |
|  | SDR SDRAM   |<----->| + contrôleurs    |<----> ESP32       |
|  +-------------+       +------------------+                   |
|                               |                               |
|                      moniteur résident en EBR                 |
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Le guide sépare trois questions souvent confondues : le matériel réellement présent sur ULX3S, ce que la révision PCB et la densité FPGA sélectionnées routent effectivement, et ce que Hazard3-Doom implémente et a qualifié.