本设计基于Lattice的ICE40UP5K FPGA和STM32G031 MCU，板载LPC11U35下载器，可以通过USB-C接口进行FPGA的配置，并通过虚拟串口通信配置STM32G031，支持在ICE40UP5K上对RISC-V软核的移植以及开源的FPGA开发工具链，板上RGB三色LED灯用于简单的调试，总计36个IO用于扩展使用，其中14个连接STM32G031 芯片，另外的22根连接ICE40UP5K FPGA芯片。

主要功能特性：

• 基于Lattice的FPGA - ICE40UP5K和ST的MCU - STM32G031
• 通过LPC11U35进行下载及UART配置/通信
• 4个按键用于FPGA的信息输入控制
• 4个单色LED用于状态显示
• 板上一颗R、G、B三色LED，分别连接FPGA的三根专用于驱动LED的管脚39、40、41，可以用于状态显示及数字逻辑实验
• 一个RESET按键，用于对RISC-V系统进行复位
• 总计36根输入/输出可用于扩展：
  • 14根来自MCU，其中6根可以用作模拟输入
  • 22根来自FPGA，其中4根为和板上LED控制管脚复用
• 同USB直接连接的5V输出以及经板上LDO产生的3.3V直流电压输出，可以给扩展板供电，电流为200mA
• 板上晶体振荡器时钟产生12MHz供FPGA和LPC11U35工作，FPGA可以通过内部锁相环工作于48MHz。
• 在此模块上STM32G031和ICE40UP5K之间的连接是通过4根线连接，STM32G031一侧使用的是支持内部硬件SPI的4根管脚，在ICE40UP5K一侧可以定义相连接的四根IO为SPI，加载SPI的IP即可同STM32G031进行通信，当然用户也可以使用其它的通信模式，比如I2C、通用的IO。
• 用户也可以通过外部杜邦线连接的方式实现STM32G031和ICE40UP5K之间的连接，使用几根引脚以及使用哪些引脚都可以灵活配置。

功能框图

用KiCad工具做的3D效果显示

结合扩展板，支持全国大学生电子设计竞赛的备赛训练：

参考资源：

1. 在Linux上构建iCE40 FPGA工具链
2. Changyi Gu在iCE40UP5K上实现的RISC-V软核
3. 与ICE40UP5K相关的IP和参考设计
    

几种开源的RISC-V软核：

1. PicoRV32 - A Size-Optimized RISC-V CPU
2. SERV - 一个获奖的RISC-V软核，最小的RISC-V软核
3. biriscv和VexRiscv - 支持Linux的比较快的软核
4. ICE-V
5. FEMTORV32 / FEMTOSOC: a minimalistic RISC-V CPU

关于ICE40UP5K

ICE40 UltraPlus - 增强互连，拥抱智能。构建即时量产、低功耗，接口灵活的ML/AI解决方案