Elektronika a robotika: úvod do programovania FPGA I.

Mikrokontroléry
0

Miniseriál je koncipovaný ako jednoduchý príklad naprogramovania triviálnej aplikácie pre FPGA (Field Programmable Gate Array), čiže programovateľné logické pole. K možnostiam týchto čipov sa samozrejme ešte vrátime.  Programovanie FPGA nie je až také jednoduché ako programovanie Arduina, či Micro:bitu, avšak máte k dispozícii oveľa väčšie možnosti.

Video ukazuje postup naprogramovania jednoduchej aplikácie pre FPGA Cyclon IV

Skôr než sa pustíme do programovania, predstavíme vývojovú dosku, ktorú použijeme v tomto príklade a ukážeme inštaláciu a konfiguráciu vývojového prostredia.

Vývojový kit

Použijeme vývojový FPGA kit s čipom  FPGA EP4CE6E22C8N z rodiny ALTERA Cyclone IV Tento čip má 91 I/O pinov a 6272 logických elementov. Na generovanie taktovacej frekvencie je na doske 50 MHz kryštál  K dispozícii má pamäťovú kapacitu 64Mbit SDRAM. Súčasťou kitu je aj prípravok USB Blaster na programovanie cez USB. Je to vlastne prevodník  z USB na JTAG rozhranie, pomocou ktorého sa zavedie váš program do vývojovej dosky. 

Na doske nájdete:

  • Tlačidlá a prepínače - červené aretovacie tlačidlo, tlačidlo RESET, 4x používateľské tlačidlo S1 až S4, 4xDIP prepínač
  • 4 x LED diódy, štvormiestny sedemsegmentový displej, prijímaciu IR diódu na infračervené ovládanie
  • bzučiak, senzor teploty s obvodom LM754A

Doska má aj bohatú konektorovú výbavu začneme pinovými konektormi na plošnom spoji:

  • 20 pinový konektor, na pripojenie LCD displejov, napríklad LCD1602, LCD12864, či TFT LCD.
  • Konektory P1, P2 a P3 na ktoré sú vyvedené i/O piny FPGA. Využívajú 3.3 V logiku

Na pripojenie externých zariadení sú k dispozícii konektory:

  • VGA na pripojenie monitora
  • RS232 – sériový komunikačný port
  • PS2 rozhranie (kedysi sa používalo na pripojenie klávesnice a myši)

Pri tvorbe programov potrebujete vedieť na aké piny je namapovaný hardvér nachádzajúci sa na doske, prípadne piny konektorov

Inštalácia vývojového prostredia

Na vývoj aplikácií pre FPGA produktovej rodiny Cyclone použijeme vývojové prostredie Quartus II, ktoré je vo verzii Lite, alebo Web k dispozícii zdarma, stačí sa zaregistrovať na webe Intel pre vývojárov. Pri registrácii použite možnosť Individual account.

Na stránke https://www.intel.com/content/www/us/en/programmable/downloads/download-center.html si môžete vybrať, či si stiahnete Quartus vo verzii Lite, alebo Web edition. 

Prípadne si priamo na stránke https://fpgasoftware.intel.com/20.1/?edition=lite stiahnite vývojové prostredie Quartus. Taktiež si v sekcii Devices stiahnite podporu pre príslušnú produktovú rodinu FPGA, v našom prípade to bude Cyclone IV device support.

V budúcom pokračovaní vytvorime naprogramujeme a otestujeme projekt aplikácie pre FPGA ALTERA Cyclon IV:

 

Zobrazit Galériu

Luboslav Lacko

Všetky autorove články
programovanie FPGA ALTERA Cyclone IV

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať