DLP® Discovery™ 4100开发平台：硬件与软件深度解析

在电子设计领域，开发平台的性能和功能直接关系到项目的成败。今天，我们就来深入探讨一下德州仪器（Texas Instruments）的DLP® Discovery™ 4100开发平台，看看它在硬件和软件方面都有哪些值得关注的地方。

文件下载：DLPLCR70UVEVM.pdf

一、平台概述

DLP Discovery 4100开发平台是一个用于评估和开发的平台，它可以与DLP650LNIR、DLP7000、DLP9500、DLP7000UV、DLP9500UV、DLPC410、DLPR410和DLPA200等芯片配合使用。这个平台适用于需要高速二进制模式刷新率（最高32 kHz）、高速数据速率（最高48Gbps）以及紫外（363 nm - 420 nm）、近红外（850 nm - 2000 nm）和可见光（400 nm - 700 nm）成像的应用，分辨率最高可达1080p（约210万像素）。

1.1 平台组成

该平台由六个评估模块组成，核心是DLPLCRC410EVM控制器板。这个板子包含了DLPC410、DLPR410、DLPA200、数字接收器、闪存、电源管理电路和支持数字逻辑。它可以与以下五种DMD EVM中的任何一种配合使用：

• DLPLCR65NEVM：包含DLP650LNIR DMD板、DLP650LNIR DMD和一根柔性电缆。
• DLPLCR70EVM：包含DLP7000 DMD板、DLP7000 DMD和一根柔性电缆。
• DLPLCR70UVEVM：包含DLP7000UV DMD板、DLP7000UV DMD和一根柔性电缆。
• DLPLCR95EVM：包含DLP9500 DMD板、DLP9500 DMD和两根柔性电缆。
• DLPLCR95UVEVM：包含DLP9500UV DMD板、DLP9500UV DMD和两根柔性电缆。

当DLPLCRC410EVM连接到任何一个DMD EVM时，DLPC410、应用FPGA和软件GUI会识别并为连接的DMD提供适当的信号和时序。开箱即用的情况下，DLPLCRC410EVM会提供一组滚动测试图案，方便用户评估其光学设计的相关光学性能。

1.2 关键组件

1.2.1 Xilinx Virtex 5 APPSFPGA

用于开发DMD的接口和控制解决方案，连接了多个I/O连接器、接口控制器和内存，可在开发定制板解决方案之前进行原型设计。

1.2.2 DLPC410 - 数字控制器

为DLP Discovery 4100芯片组提供高速2xLVDS数据和控制接口，用于DMD控制。它会根据控制接口的输入生成DMD和DLPA200的初始化和控制信号。

1.2.3 DLPA200 - DMD微镜驱动器

为DMD提供高压电源和复位驱动功能。DLP650LNIR、DLP7000或DLP7000UV DMD需要一个DLPA200，而DLP9500或DLP9500UV DMD需要两个。

1.2.4 DLPR410 - 配置PROM

用于配置DLPC410，其内容不得更改或编程。

1.2.5 APPSFPGA闪存配置PROM

用于存储和配置APPSFPGA，预加载有测试图案生成功能，用户可通过JTAG接口和Xilinx编程工具更改其编程。

1.2.6 DMD连接器

提供两个DMD柔性电缆的连接，根据不同的DMD类型选择连接方式。

1.2.7 USB控制器

用于开发USB接口功能。

1.2.8 50 - MHz振荡器

为APPSFPGA提供固定的50 - MHz、2.5 Volt时钟。

1.2.9 DDR2 SODIMM连接器

为APPSFPGA提供高速内存连接，但不包含内存控制器设计。

1.2.10 其他连接器

包括JTAG头、Mictor连接器和GPIO连接器等，用于设备编程、逻辑分析和通用数字I/O。

1.2.11 电池

为Virtex 5 FPGA的加密安全提供电源。

1.2.12 电源供应

板载电压调节为所有所需电源提供支持，包括不同电压的稳压器，如0.9 V、1.0 V、1.8 V、2.5 V、3.3 V和12 V等。

二、硬件概述与设置

2.1 启动步骤

使用工厂安装的默认APPSFPGA代码启动板操作时，需要遵循以下步骤：

1. 使用提供的柔性电缆将所需的DMD EVM连接到DLPLCRC410EVM。
2. 确认所有SW1开关处于OFF位置，所有五个J2跳线都已安装。如果使用DLPLCR95EVM和DLPLCR95UVEVM，确认J10已安装。
3. 将5 Volt、6 Amp的电源连接到电源输入连接器J12或J18（不能同时使用），并关闭电源。
4. 打开电源，然后将SW4滑到ON。D2和D3短暂亮起，表示APPSFPGA和DLPC410控制器正在配置。配置完成后，D2和D3熄灭，D16和D17亮起绿色，D9以1 Hz的频率闪烁绿色，D10显示绿色。从这时起，DMD会反复循环显示几个测试图案。

停止操作时，建议先按下SW3使DMD浮置，然后关闭电源。

2.2 用户连接器和I/O

文档详细描述了DLPLCRC410EVM控制器板的每个外部连接器的使用方法和引脚信息，包括输入电源连接器（J12和J18）、USB连接器（J1和J3）、GPIO连接器（J6）、DLPC410 Mictor连接器（J8）、USB/APPSFPGA Mictor连接器（J9）、DMD柔性连接器（J13和J14）、DDR2 SODIMM连接器（J15）、EXP连接器（J16和J17）和Xilinx FPGA JTAG头（H1）等。

2.3 配置跳线

配置跳线用于选择不同的设置，如EXP总线FPGA银行的电压选择（J2）、APPSFPGA固件版本选择（J4）、共享USB信号的启用/禁用（J5）、USB EEPROM编程（J7）和DLPA200 B输出启用（J10）等。

2.4 开关

控制器板上的开关具有不同的功能：

• SW1：用于控制APPSFPGA的功能，影响DLPC410/DMD的操作模式。
• SW2：用于复位APPSFPGA逻辑，同时也会复位DLPC410和DMD。
• SW3：用于使DMD微镜处于停放状态，建议在关闭电源前按下。
• SW4：用于打开或关闭5 Volt输入电源。

2.5 电源和状态LED

LED用于验证DLPLCRC410EVM控制器板的正常功能，包括USB连接指示（D1）、APPSFPGA配置完成指示（D2和D16）、DLPC410配置完成指示（D3和D17）、DLPC410状态指示（D9和D10）以及APPSFPGA应用定义的逻辑指示（D11和D12）。

2.6 测试点

文档定义了板载测试点的位置和网络名称，方便进行测试和调试。

三、软件操作

3.1 软件概述

DLP Discovery 4100 Explorer GUI软件通过USB 2.0接口为DLP Discovery 4100开发平台提供控制和显示功能。它允许用户通过USB 2.0（或1.1）控制DLPLCRC410EVM控制器板硬件，使用Discovery 4100 ActiveX™控制API，并提供构建和执行命令脚本的控件。

3.2 操作步骤

3.2.1 安装

如果安装过程中出现错误，提示安装未正确完成且执行后安装脚本时出错，需要先卸载程序，下载并安装Microsoft 2010 Vcredist x86版本，然后重新启动并重新安装DLPC410 GUI程序。如果没有安装错误，需要先执行D4100Explorer - 2.0 - windows - installer.exe文件安装软件和驱动INF文件，建议在连接USB电缆之前进行安装，并在安装后重启系统。

3.2.2 驱动安装

连接USB 2.0电缆并为平台供电后，如果自动驱动安装失败，需要手动更新驱动。具体步骤包括在设备管理器中找到设备，选择更新驱动软件，浏览计算机以查找驱动软件，从设备驱动列表中选择，点击“Have Disk”，浏览包含D4100 - USB.inf文件的文件夹，选择TI D4100 Explorer，然后完成驱动安装。

3.2.3 软件操作

启动DLP Discovery Explorer GUI后，软件会显示USB连接状态和DMD类型。用户可以通过Load Tab / Open Image按钮打开图像，在脚本中选择所需的命令选项并点击Add按钮添加命令，然后执行脚本。

3.3 图形用户界面

3.3.1 菜单栏

包括File、View、DMD、Execution、Test Patterns和Help等菜单，提供标准的软件命令访问，如新建、打开、保存、打印和退出等。

3.3.2 工具栏

提供操作快捷方式，包括文件操作按钮、脚本执行控制按钮、设置起始和结束点按钮以及帮助按钮。

3.3.3 脚本命令窗口

包含一系列命令选项卡，用于构建脚本命令。用户可以选择命令和选项，然后点击Add按钮将其添加到脚本中。

3.3.4 状态窗口

显示命令执行后的状态信息、检索到的信息以及从平台返回的响应。

3.3.5 脚本窗口

用于跟踪要加载的图像和要执行的命令。用户可以更改命令顺序、删除和插入命令。

3.4 脚本和状态操作

包括保存脚本和状态、打印脚本和状态、打开脚本和状态以及创建新脚本和状态等操作。

3.5 DLPC410控制窗口

通过DMD/DLPC410 Control菜单访问，提供对DLPC410输入信号的直接控制，点击Set按钮后控制立即应用到DLPC410。

3.6 测试图案窗口

应用FPGA支持内部测试图案模式和用户图案模式。测试图案窗口提供启用/禁用内部测试图案模式、启用/禁用软件开关覆盖以及启用/禁用GPIO_A(4 - 6)等功能。

3.7 关于框和链接

关于框提供平台的软件和硬件版本信息，链接指向更多关于该平台的信息。

四、总结

DLP® Discovery™ 4100开发平台为电子工程师提供了一个强大而灵活的开发环境，无论是在硬件设计还是软件编程方面都有丰富的功能和选项。通过深入了解其硬件组成、设置方法和软件操作，工程师们可以更好地利用这个平台进行创新和开发，满足各种应用的需求。在实际使用过程中，大家不妨多尝试不同的配置和操作，看看能发现哪些新的应用场景和优化方案。你在使用类似开发平台时遇到过哪些挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验和想法。