Tang Nano 9K是矽速科技基于高云GW1NR-9 FPGA芯片设计的一款开发板。 板载HDMI接口、RGB LCD连接器、SPI LCD连接器、SPI Flash、TF卡座、LED、可编程按键多种外设满足用户对FPGA进行验证，搭载USB-JTAG&UART调试器功能方便用户下载程序和串口打印。 它搭载的HDMI连接器、RGB接口屏幕连接器、SPI屏幕连接器、SPIFLASH和6个LED使得用户可以方便且快速地进行FPGA验证，RISC-V软核验证和功能样机验证。GW1NR-9拥有的8640 LUT4 逻辑单元除了可以用来设计各种复杂的逻辑电路，还可以运行完整的PicoRV软核，满足了用户学习FPGA、验证软核和深度设计的各种需求。 二、项目概述
当今世界室内空气质量已经越来越成为一个大家重点关注的问题，随着家装行业的繁荣，各大厂商也推出了很多有机物含量检测传感器，之前参加一个论坛活动得到一个包含温湿度和VCO检测的小板子，刚好可以结合Tang Nano 9K做成一个空气质量检测仪，恰逢上海疫情，工作条件有限，时间也不太富裕，报告已经延期，终成下面的粗略结果，待后续完善。
三、项目框图
四、各个模块详解 1、主控模块Tang Nano 9K •逻辑单元(LUT4) 8640 •寄存器(FF) 6480 •分布式静态随机存储器 SSRAM(bits) 17280 •块状静态随机存储器 B-SRAM(bits) 468K •块状静态随机存储器数目BSRAM（个） 26 •用户闪存(bits) 608K •PSRAM(bits) 64M •高性能DSP模块 支持9x9,18x18,36x36bit的乘法运算和54bit累加器 •乘法器 (18 x 18Multiplier) 20 •SPI FLASH 32M-bit •灵活的PLL资源 2个锁相环（PLLs） •显示屏幕接口 HDMI接口, SPI屏幕接口和RGB屏幕接口 •调试器 板载BL702芯片，提供USB-JTAG下载和USB-UART串口打印功能 •IO 支持4mA、8mA、16mA、24mA等驱动能力对每个I/O提供独立的BusKeeper、上拉/下拉电阻及Open Drain输出选项 •连接器 TF卡座子, 2x24P2.54mm 排针焊盘 •按键 2个用户可编程按键 •LED 板载6个可编程LED 2、4.3inch_LCD 模块 •LCD类型 TFT透射式•视角 6：00 •模块尺寸（宽x高x厚） 105.40 x 67.10 x 2.9 mm •实际可显示区域（宽x高） 95.04x53.856 mm •像素 480（RGB）x 272 •驱动IC 95.04x53.856 •背光类型 7颗白色LED,串行 •接口类型 并口RGB 24位 •输入电压 3.3V
•并行RGB输入时间表：
3、SVM40 模块 •主控芯片 STM32G030F6P6ARM 微控制器 •温湿度传感器 SHT40 •VOC传感器 SGP40 •SHT40相对湿度精度 ±1.8%RH •SHT40温度精度 ±0.2 °C •SHT40供电范围 1.08 V - 3.6 V •SHT40平均电流 0.4µA(1 Hz速率测量值) •SHT40待机电流 80nA •SHT40接口 I2C •SHT40测量范围 湿度 0-100%RH, 温度 -40 - 125 °C •SHT40接口 I2C •SGP40电压范围 1.7V - 3.6 V •SGP40电流消耗 2.6-3.5mA(分别对应3.3和1.8V) •SGP40测量范围 0-1000ppm乙醇当量 •SGP40传感器输出 16位原始数字信号 •SGP40处理后输出 数字VOC指数信号 •SGP40响应时间 <10s(τ63) •SGP40启动时间 <60s •SGP40片内温度补偿 •SGP40尺寸 2.44x2.44x0.85mm
•模块接口 I2C /UART
五、逻辑流程图
六、部分模块调试过程 uartmast调试过程: 官网上包含了uartmast IP 例程： http://www.gowinsemi.com.cn/enrollment_view.aspx?TypeId=67&Id=485&FId=t27:67:27#IP 通过修改相关逻辑实现了FPGA和SVM40 模块通讯：
下图是使用嵌入式逻辑分析仪抓取结果：
下图是示波器解码结果：
VGAMod和 RAM_set模块调试过程： 官方参考工程：
https://wiki.sipeed.com/hardware/zh/tang/Tang-Nano-9K/Nano_9K_examples/LCD.html
下图是显示结果
Integer_Multiply_Divider IP模块调试过程： 官方参考例程： http://www.gowinsemi.com.cn/enrollment_view.aspx?TypeId=67&Id=485&FId=t27:67:27#IP
下图是使用嵌入式逻辑分析仪抓取结果：
最后通过连接各模块基本完成模块的功能实现SVM40模块的温湿度信息和VOC信息在RGB屏上动态显示，展示如文后视频，工程代码参考并附。 六、总结
通过这个小项目基本上了解了Tang Nano9K开发的过程，学习了高云云源软件的使用，对于这种消费级FPGA开发有了全新的认识，当然本项目还有许多不足之处，有待完善，比如时序的约束，代码的完善，功能的升级等等，由于时间有限，先做到这里，后面有时间继续完善。
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