Pico2‑ICE FPGA 开发板:从开箱到跑通示例的全历程

发布于:2025-08-29 ⋅ 阅读:(13) ⋅ 点赞:(0)

FPGA 和 MCU 结合的开发板不多,而 Pico2‑ICE 则把小巧、灵活和易上手完美结合。搭载 RP2350 双核 RISC-V MCU + Lattice iCE40UP5K FPGA,配合官方 SDK,你可以一步步跑通各种示例,从 LED 到 VGA,再到 MCU 与 FPGA 协作应用。

下面就来详细看看 官方 SDK 的实际历程。

官方历程地址:

https://github.com/tinyvision-ai-inc/pico2-ice

零、硬件

硬件开源地址(暂无Pico2):

https://github.com/tinyvision-ai-inc/pico-ice

https://pico2-ice.tinyvision.ai/

一、准备开发环境

克隆 SDK 仓库

git clone https://github.com/tinyvision-ai-inc/pico-ice-sdk.git
cd pico-ice-sdk
git submodule update --init

选择目标板

官方 SDK 支持 pico_ice 和 pico2_ice,构建时通过 cmake 指定:

mkdir build && cd build
cmake -DPICO_BOARD=pico2_ice ..

编译示例

make -j8

生成 .uf2 文件后,直接拖入 Pico2-ICE 板子,即可烧录。

类比:就像拿到房子钥匙后,把家具和灯都搬进去。

二、LED 闪烁示例:FPGA 入门

进入 examples/led_blink,这是最基础的 FPGA 示例。

核心 Verilog:

module top(
    input clk,
    output reg led
);
    reg [23:0] counter;
    always @(posedge clk) begin
        counter <= counter + 1;
        if(counter == 24'd0)
            led <= ~led;
    end
endmodule

操作历程:

编译生成 bitstream。

用 MicroPython 或 TinyUF2 拖拽烧写到 FPGA。

上板观察 LED 闪烁。

小结:让新手从零感受 FPGA 的硬件逻辑跑起来的过程。

三、串口回环示例:MCU 与 FPGA 协作

进入 examples/pico_usb_uart:

历程步骤:

MCU 通过 USB‑CDC 接口收数据。

MCU 将数据通过 SPI 或内存共享传给 FPGA。

FPGA 将数据原样送回 MCU。

Python 演示代码:

import serial

ser = serial.Serial('COM3', 115200)
ser.write(b"Hello Pico2-ICE")
print(ser.read(16))  # 接收 FPGA 回传的数据

功能效果:发送一句话,立即被回显,验证 MCU ↔ FPGA 桥接逻辑。

四、VGA 彩条示例:FPGA 直接驱动外设

在 examples/vga_colorbar:

历程步骤:

FPGA 生成行列计数信号。

根据计数输出 RGB 信号。

连接 VGA 显示器即可看到彩条画面。

简化 Verilog:

always @(posedge clk) begin
    if (hcount == HMAX) begin
        hcount <= 0;
        if(vcount == VMAX) vcount <= 0;
        else vcount <= vcount + 1;
    end else begin
        hcount <= hcount + 1;
    end
end

五、MicroPython 控制 FPGA

官方 SDK 提供 examples/micropython_fpga,使用 MicroPython 调用 ice 模块加载 bitstream:

from machine import Pin
import ice

fpga = ice.fpga(cdone=Pin(40), clock=Pin(21), creset=Pin(31),
                cram_cs=Pin(5), cram_mosi=Pin(4), cram_sck=Pin(6), frequency=48)
with open("bitstream.bin", "br") as f:
    fpga.start()
    fpga.cram(f)

操作历程:

通过 Python 打开 bitstream。

FPGA 开始加载。

加载完成后可直接执行逻辑。

六、USB‑SPI 示例:外部数据桥接

在 examples/pico_usb_spi,可以把 USB 数据通过 SPI 传给 FPGA 内部模块,支持 SRAM、Flash 操作。

历程步骤:

MCU 收到 USB 命令。

FPGA 接收 SPI 数据并写入内部 RAM。

MCU 读取结果,完成回传。

总结

Pico2-ICE + 官方 SDK 的历程,提供了从 硬件跑灯 → MCU ↔ FPGA 通信 → 外设驱动 → MicroPython 控制 的完整体验。

新手可以从 LED 和串口回环入手,逐步尝试 VGA 彩条和 MicroPython 控制。老玩家则可以快速验证 FPGA + MCU 协作原型。


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