Dip switch

OpeniCE

来源

开源FPGA应具备几个维度特点：

其中最难弄得就是工具链了，经过长时间查找，终于在GitHub上找到了一个FPGA的开源工具链Yosys，选择的理由如下：

Intel Quartus II （No ）License

Xilinx Vivado ISE (No) License

Lattice Diamond (No) License 注册可以免费申请，但是随时可以收回（一般不会）

Yosys, nextpnr, icestorm, iverilog, symbiflow （YES） 整个工具链开源

支持的硬件：

http://www.clifford.at/icestorm/

折中选择ICE40UP5K-SG48芯片。

为什么选择ICE40系列FPGA呢？

Lattice的iCE40系列芯片在国外很受欢迎，大部分的开发环境都是开源的，不需要担心License所带来的限制，只需要将工具链进行安装之后就可以进行FPGA的开发之路，典型的基于iCE40系列的开源开发板有iCEBreaker、UPduino、BlackIce、iCEstick、TinyFPGA 等。

每个开发版对比如下： 表格来源：https://www.crowdsupply.com/1bitsquared/icebreaker-fpga

硬件上也可以参考：https://github.com/icebreaker-fpga/icebreaker-examples

其中icebreaker可以直接采购，但是国内买还是偏难，而且价格上也比较贵，综合考虑还是自己参考官方的DEMO和icebreaker自己做，原则上尽量减少改动。

OpenICE介绍

OpenICE 是基于Lattice iCE40UP5k设计的开源FPGA开发板，开发板以Arduino为原型进行设计，资源丰富，板载RGB LED，KEY，TYPE-C-USB, RESET，大部分IO以标准PMOD接口引出，可与标准PMOD外设进行对接，方便日常的开发使用。
板载的调试器以FT2232H为核心设计，支持官方的EDA进行下载调试，同时经过开源工具链ICEProg就可实现轻松实现烧写。FT2232H同时支持虚拟串口和FPGA进行通信。

整版的原理框图如下：

PCB截图如下：

芯片规格

iCE40UP5K-SG48

1. 5280 Logic Cells (4-LUT + Carry + FF)
2. 128 KBit Dual-Port Block RAM
3. 1 MBit (128 KB) Single-Port RAM
4. PLL, Two SPI and two I2C hard IPs
5. Two internal oscillators (10 kHz and 48 MHz)
6. 8 DSPs (16x16 multiply + 32 bit accumulate)
7. 3x 24mA drive and 3x hard PWM IP

硬件说明

iCE40UP5K

1. SPI Flash使用W25Q64（8MB）/W25Q128(16MB)
2. 板载按键开关、LED和RGB LED可用于测试
3. 所有IO以标准PMOD接口引出
4. 板载电源指示灯V8，方便查看整版电源情况

Capable enough to host CPU softcores

• picorv32
• picosoc
• RISC-V and others

开发环境搭建

推荐使用虚拟机镜像进行开发测试，简单方便。
FPGA工具链安装请参考icestorm
gcc工具链安装请参考 riscv-gnu-toolchain

FPGA教程

参考

toolchain

http://www.clifford.at/icestorm/

examples

https://github.com/damdoy/ice40_ultraplus_examples
https://github.com/icebreaker-fpga/icebreaker-examples

SpinalHDL 教程

https://spinalhdl.github.io/SpinalDoc-RTD/SpinalHDL/Getting%20Started/index.html

开源FPGA单板OpenICE介绍

https://github.com/OpenFPGA-ICE/OpenICE/blob/master/README.md