带有MKR Vidor 4000的LED排序器

描述

Vidor 的 Mini PCIe 连接器

Arduino MKR 板只有有限数量的 GPIO。MKR Vidor 4000 不同，因为它有一个 FPGA 来支持它的主微控制器。Mini PCIe 连接器上提供了许多 FPGA 引脚。所以我仔细研究了这个连接器，想看看这些引脚上有哪些功能。

该连接器有 52 个位置，可以从电路板的官方示意图中获取引脚排列。下表显示了 Vidor 和常规 mPCIe 上的引脚及其功能：

pin   on Vidor           on mCPIe  ||   on mPCIe   on Vidor     pin
 1    WM_PIO2/PEX_PIN1   WAKE#     ||   +3V3AUX    +3V3          2 
 3    WM_PIO3/PEX_PIN3   COEX1     ||   GND        GND           4
 5    WM_PIO4/PEX_PIN5   COEX2     ||   +1.5V      PEX_PIN6      6
 7    WM_PIO34/PEX_PIN7  CLKREQ#   ||   UIM_PWR    PEX_PIN8      8
 9    GND                GND       ||   UIM_DATA   PEX_PIN10    10
11    PEX_PIN11          REFCLK-   ||   UIM_CLK    PEX_PIN12    12
13    PEX_PIN13          REFCLK+   ||   UIM_RESET  PEX_PIN14    14
15    GND                GND       ||   UIM_VPP    PEX_PIN16    16
17    WM_PIO24           RESERVED  ||   GND        GND          18
19    WM_PIO25           RESERVED  ||   W_DISABLE# PEX_PIN20    20
21    GND                GND       ||   PERST#     PEX_RST      22
23    PEX_PIN23          PERn0     ||   +3.3VAUX   +3V3         24
25    PEX_PIN25          PERp0     ||   GND        GND          26
27    GND                GND       ||   +1.5V      PEX_PIN28    28
29    GND                GND       ||   SMB_CLK    PEX_PIN30    30
31    PEX_PIN31          PETn0     ||   SMB_DATA   PEX_PIN32    32
33    PEX_PIN33          PETp0     ||   GND        GND          34
35    GND                GND       ||   USB_D-     USB_DM       36
37    GND                GND       ||   USB_D+     USB_DP       38
39    +3V3               +3.3VAUX  ||   GND        GND          40
41    +3V3               +3.3VAUX  ||   LED_WWAN#  PEX_PIN42    42
43    GND                GND       ||   LED_WLAN#  PEX_PIN44    44
45    PEX_PIN45          RESERVED  ||   LED_WPAN#  PEX_PIN46    46
47    PEX_PIN47          RESERVED  ||   +1.5V      PEX_PIN48    48
49    PEX_PIN49          RESERVED  ||   GND        GND          50
51    PEX_PIN51          RESERVED  ||   +3.3VAUX   +3V3         52 

这表明 Vidor 在某种程度上兼容计算机中使用的任何标准 Mini PCIe 接头。至少 GND 和 3.3V 引脚以及 USB 引脚位于同一位置。在 Vidor 上，Mini PCIe 连接器上的 USB 引脚直接连接到板另一端的 Micro USB 连接器。因此，当插入计算机上的 Mini PCIe 插座时，可能无需使用额外的 USB 电缆即可对 Vidor 进行编程。

复位后，当没有编程时，所有这些引脚都是输入。因此，如果将其插入计算机，则不会发生任何不良情况。但是在对引脚进行编程时必须小心。在某些 1.5V 引脚上放置高电平 (3.3V) 可能会带来一些损坏风险。

将引脚用作 GPIO 非常简单。实际上它已经在 VidorTestSketch 中显示（https://github.com/vidor-libraries/VidorPeripherals/blob/master/examples/VidorTestSketch/VidorTestSketch.ino ）：

 // Ok, so we know now that the FPGA contains the extended GPIO IP 
// Please refer to the online documentation for the actual pin assignment 
// Let's configure pin A0 to be an output, controlled by the FPGA 
 FPGA.pinMode(33, OUTPUT);  
 FPGA.digitalWrite(33, HIGH);  

困难的部分是弄清楚为什么他们使用 33 作为引脚号。众所周知，MKR 引脚（AREF、A0..A6、D0..D14）分配了 32 到 54 号。所以 A0 是 33，A1 是 34，依此类推。D14 为 54。

但是 Mini PCIe 连接器上的针脚呢？当您深入研究 Arduino Vidor 论坛时，您会发现一个带有映射的电子表格：

https://docs.google.com/spreadsheets/d/1oAL1Iz39eCHi0IVyMiTRyekmzJg5TgeyO5t0fN6Vl4U/edit#gid=0

“miniPCIe pinout”选项卡显示映射。

pin   name         number in FPGA
22    PEX_RST      0
6     PEX_PIN6     1
8     PEX_PIN8     2
10    PEX_PIN10    3
12    PEX_PIN12    4
14    PEX_PIN14    5
16    PEX_PIN16    6
20    PEX_PIN20    7
28    PEX_PIN28    8
30    PEX_PIN30    9
32    PEX_PIN32    10
42    PEX_PIN42    11
44    PEX_PIN44    12
45    PEX_PIN45    13
46    PEX_PIN46    14
47    PEX_PIN47    15
48    PEX_PIN48    16
49    PEX_PIN49    17
51    PEX_PIN51    18
11    PEX_PIN11    19    this pin is only an input
13    PEX_PIN13    20    this pin is only an input
23    PEX_PIN23    21    this pin is only an input
25    PEX_PIN25    22    this pin is only an input
31    PEX_PIN31    23    this pin is only an input
33    PEX_PIN33    24    this pin is only an input

对于我的测试，这被证明是正确的。

Vidor分线板

要访问引脚，可以将电缆直接焊接到焊盘上，这有点棘手或使用适配器。我找不到一个好的适配器，所以我自己做了一个。你可以在这里找到数据：

https://github.com/generationmake/VidorBreakout

VidorBreakout 的渲染

 

分线板将所有 GND 和 3.3V 引脚连接在一起，仅将 GPIO 单独连接到引脚头。此外，Vidor 可以用 M2.5 螺丝直接拧到适配器上，两者都形成一个坚固的单元。

该设计是使用 3D 模型和 FreeCAD 进行的，因此不会发生碰撞。

在 2.54 毫米网格上的 VidorBreakout 上渲染 MKR Vidor 4000

 

适配器遵循 Vidor 的 2.54 毫米网格。所以两者都可以插入面包板。虽然您需要一个特殊的面包板，因为适配器比普通面包板更宽。

面包板上的 MKR Vidor 4000 和 VidorBreakout

 

为了演示 GPIO 和适配器的功能，我使用 17 个绿色 3mm LED 和一个接地的 3.3 kOhm 电阻器制作了一个 LED 序列。

VidorBreakout 带 LED 用于音序器

 

不幸的是，我找不到更多 Mini PCIe 连接器引脚支持的功能。希望这种情况在未来有所改变。