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Tang Nano 20K 主要有游戏套餐和普通开发板两种购买选项。 初次通电Tang Nano 20K 默认的固件内容是 litex ,并且可以在 github 直接下载固件。 上电后可以看到板卡上的六颗 LED 以流水灯样式运行着。 通电后 win10 和 win11 会自动加载驱动,然后在电脑的设备管理器中可以看到至少有一个串口设备,这时可以使用 Mobaxterm 这类支持串口的软件来打开开发板上的串口。 设置波特率为 115200,然后打开开发板上的串口,就能进入默认 litex 固件的终端了。 使用 Tab 自动补全命令操作可以看到有一些指令能够让我们直接使用。 以最简单的 leds 为例,输入 leds 命令。 可以看到它要求 leds 命令后面加上一个 value . 下面是在串口终端中输入了 leds 62 后板子上 led 的变化。 可以看到板子上只有一颗 LED 亮起。 如果输入的数字过大的话,它会在串口提示将 led 状态设置成了 0xffffffff。 隐藏功能上面的 litex 相关的终端操作都是在 FPGA 上运行的,Tang Nano 20K 除了 GW2AR-18C FPGA 外,还有一个板载的 BL616 芯片,可以进入它的终端来进行其他操作。 和前面一样,在 Mobaxterm 中打开串口之后,可以使用组合键 Ctrl + x 然后 Ctrl + c,最后按下回车来进入 BL616 芯片终端。 然后按下回车就到了终端了。支持 tab 补全命令。 这里主要需要关注 pll_clk 和 choose 这两个命令。 pll_clkTang Nano 20K 板子上带有一颗 MS5351 精准时钟发生器,它由 BL616 终端的 pll_clk 命令来控制。 MS5351 支持三路时钟输出,在原理图中可以看到以下对应关系: 上图表示 CLK0 时钟连接到了 FPGA 的 PIN10 引脚,CLK1 时钟连接到了 FPGA 的 PIN11 引脚,CLK2 时钟连接到了 FPGA 的 PIN13 引脚. 配置 CLK1 输出 50M 时钟pll_clk O1=50M ① 输入命令后可以看到下面有一些 log ② 再次输入 `pll_clk` 查看当前的配置 ③ 可以看到 O1 目前是 50M 配置 ④ 此处的 [EN] 表示 O1 正常工作,[DIS] 表示被禁用 禁用 CLK1pll_clk O1 ① 查看当前配置状态 ② CLK1 正常工作状态 ③ 执行禁用 CLK1 指令 ④ CLK1 被禁用 保存配置pll_clk -s 设置 CLK2 输出 100M 时钟并且保存pll_clk O2=100M -s choosechoose 命令在 BL616 芯片中的作用是选择 BL616 与 FPGA 的通信方式。 打开串口时默认使用的是 uart 模式。在使用命令 Ctrl + x和 Ctrl + c,再敲下回车后, BL616 退出串口模式,回到终端模式。 uart 模式测试在 BL616 终端执行 choose uart 命令,BL616 与 FPGA 进行串口通信。 输入完命令后终端会看起来卡住了一样,实际上这是因为 FPGA 没有向 BL616 发送串口消息。 默认的固件没有被清除的话,继续敲击回车就会重新回到 litex 终端了。 与前面的叙述一样,使用组合键 Ctrl + x和 Ctrl + c,再敲下回车后, BL616 退出串口模式,回到终端模式。 spi 模式测试SPI 模式时,BL616 作为 FPGA 的 SPI 从机,接收 FPGA 发送过来的数据。 游戏机套装Tang Nano 20K 可以加载/运行开源 FPGA NES 模拟器 NESTang,下面简述使用步骤。源码可以查看 Tang Nano 20K nestang github example 或者 NESTang。 硬件准备 一块 Tang Nano 20K 至少一个 Joystick 手柄和手柄转接板 一张 TF 卡与一个读卡器 一个面包板 (用来组合固定住板子) HDMI 显示器 环境准备 Windows:Gowin Programmer , balenaEtcher 和 python Linux: Openfpgaloader 和 pythonLinux 烧录方法可以参考 Tang Nano 20K nestang github example,下面主要基于 Windows 系统来说明使用步骤。 烧录 FPGA 固件使用 Gowin Programmer 将 这个固件 烧录到 FPGA 的 Flash 中。 制作游戏镜像使用 这些文件(都要下载),将想要运行的 NES 游戏 转换成能被 FPGA 识别的文件镜像。 使用下面的命令来将 1.nes 2.nes 3.nes 三个 NES 游戏转换成游戏镜像文件 (games.img)。 python nes2img.py -o games.img 1.nes 2.nes 3.nes提示 PIL 不存在时,手动通过 pip 安装一下。 在当前目录下就有生成的游戏镜像文件 games.img 了。 烧录游戏镜像在 Tang Nano 20K 上,需要使用 TF 卡来存储游戏,因此需要将游戏镜像文件烧录到 TF 卡。 这里使用 balenaEtcher 这个软件。 打开这个软件,选择 Flash from file, 选中之前生成的游戏镜像文件 games.img 会弹出一个警告,此时点击继续。 接下来选择烧录的 TF 卡,不要选错了盘符。勾选 TF 卡后点击图中 ② 处来结束选择。 点击烧录,提示烧录成功后就可以取出 TF 卡并且将 TF 卡插入到 FPGA 了。 组装板子 插入 TF 卡到板子中 将板卡和手柄转接板都连接在面包板上注意上图的红色直线,那表明了手柄转接板与 FPGA 应当对应的引脚 连接上手柄和 HDMI 线连接双手柄时,玩家 ① 使用的是上图中右侧的手柄 开始游戏给 Tang Nano 20K 通上电,然后会显示出游戏菜单,里面的游戏数量和名称都是根据制作游戏镜像文件时所使用的 NES 游戏文件和名称来生成的。 按下手柄上的 ② 或者 O 来启动游戏 按下 FPGA 板子上的 S1 来重新进入游戏选单 编程使用手把手教上手点灯 -> 点我 |
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