FPGA *

Воспользуемся одним лишь схемным редактором. Ну и ещё tcl-скриптом. И программатором. И немножко осциллографом...

Я решил в этом сезоне закончить обзоры разнообразных плат с ПЛИС и переключиться на действительно сложные (для меня) технические задачи. И последний свой обзор в этом сезоне я решил посвятить плате с Altera Cyclone IV на плате от OMDAZZ, которой со мной любезно поделилась компания из Питера - “РСВ Электроникс” в которой я рассматриваю возможность пройти обучение основам Verilog и обобщить свои знания по цифровой схемотехнике, получить практические навыки, которые помогут мне решать новые для себя задачи, а затем писать для вас разные крутые статьи! 🙂

Обзор будет не самый обычный - я еще попутно расскажу о том, как с использованием этой платы и при помощи наставников из РСВ Электроникс я буду повышать свой скилл по работе с FPGA с около нулевого до достаточно уверенного junior-уровня. Не всё же просто обзоры делать с мигалками. Пора двигаться дальше! :) 

Всем кого заинтересовала данная тема - прошу проследовать за мной (под кат)! 

ПЛИС-культ привет, хабрунити!

Задумывались ли вы когда-нибудь над тем, что может быть общего у банковской карточки, IMEI телефона и вагона РЖД? В этой статье вы найдете ответ на этот вопрос и увидите его реализацию для ПЛИС.

Схема на картинке содержит в себе повторяющиеся части. Если их количество постоянно меняется в ходе разработки, то было бы неплохо, если бы всё это собиралось автоматически, правда? Как это реализовать читайте в данной статье :)

Любая комбинация софтвера и цифрового хардвера - от микроконтроллера, двигающего дворники у автомобиля - до серверной фермы с много-много-ядерными процессорами, аппаратными ускорителями ML и ChatGPT - сводятся к конечному автомату с достаточно большим состоянием. Независимо от сложности и адаптивности программ.

Сводится ли к конечному автомату человеческий интеллект? К сожалению, у человеческого интеллекта есть атрибут, природа которого современной науке неизвестна и который никогда не наблюдался у конечных автоматов, например у арифмометра. Этот атрибут - ощущение собственного "я", self-awareness. Конечно вы можете сделать в программе переменную "я_чувствую_собственное_я" и присвоить ей true, а потом утверждать, что вы симулируете собственное "я", но это жульничество, а не технология.

Я вовсе не пытаюсь нагонять мистику или агитировать за бога. Self-awareness наверняка такой же физический феномен, как какая-нибудь термоядерная реакция. Но скажем древние греки не знали природы термоядерной реакции. Наверное, они вели диалоги типа "если ты не веришь, что Солнце - просто большой костер из дров, то значит ты веришь в сказки про Зевса и других богов?"

В статье про VGA интерфейс я написал, что использовал внешнюю память SDRAM  в качестве фрем буфера. Хочу поделиться его реализацией, хотя бы потому что, когда я занимался разработкой этого модуля потратил много времени, ведь стандартные IP-ядра не поддерживают эту микросхему. И, как результат, хочу кому-нибудь помочь в этом вопросе.

Хочу поделиться собственным опытом вывода изображения на монитор через VGA интерфейс. Я понимаю, что подобная задача решалась много раз, разными людьми, на разном оборудовании. Поэтому призываю всех причастных к этой теме отписаться в комментариях о своих вариантах реализации и особенностях разработки.

Введение

На плате Alchitry Cu выделена FPGA Lattice iCE40 HX	На плате Alchitry Au выделена FPGA Xilinx Artix 7

Небольшой рассказ о том, как я делал арифметические ядра и сделал лучший селектор (декодер адресов).

В викенд я зашел в кафе Red Rock и встретил там программистку встроенных систем Машу Горбунову. Вообще, у этого кафе в Маунин-Вью, Калифорния можно встретить кого угодно - например однажды на меня прямо из-за угла вылетел основатель Гугла Сергей Брин. Так вот Маша рассказала мне что программирует RTOS (семафоры, мейлбоксы, сигналы), чему выучилась в свое время в питерском институте ГУАП (аэрокосмического приборостроения).

Я решил, что такая девушка не должна оставаться в другой отрасли и показал ей плату ПЛИС, внутри которого можно засинтезировать пару ядер ARM микроконтроллерного класса. На что Маша среагировала так (видео):

ПЛИС-культ привет, FPGA хабрунити.

Шестой день рождения FPGA комьюнити мы по традиции отметили проведением слёта инженеров разработчиков, не по наслышке знающих, что такое VHDL и Verilog.

Согласно статье Ивана Покровского «Возможности и проблемы отечественной микроэлектроники», в России всего две тысячи разработчиков микросхем. Для сравнения: в каждой крупной международной электронной компании есть несколько команд, работающих над чипом или над IP, в каждой по паре сотен разработчиков (хотя бывает и меньше ста, и больше тысячи).

Две тысячи человек — это мало для любого сценария развитии России:

1. Как для сценария, в котором санкции будут сняты и российские компании будут безпроблемно работать с TSMC и западными партнерами для разработки маркетируемых на мировом рынке чипов.

2. Так и для сценария, в котором российские разработчики будут строить экосистему проектирования в условиях изоляции, ориентироваться на производство микроконтроллеров и встроенных микросхем на зеленоградском Микроне, а также на сотрудничество в разработке semiconductor IP с китайскими производителями.

В других стран бывшего СССР ситуация еще хуже.

Что же делать? Для ответа на этот вопрос мы привлекли Машу Горчичко — выпускницу МИФИ, которая защитила диссертацию в Университете Вандербильда в Теннесси. Маша работала инженером в Роскосмосе, а сейчас работает в Кремниевой Долине, разработчиком в компании Applied Materials — одного из лидеров в оборудовании для производства микросхем.

Представим Машу, которая будет пояснять и иллюстрировать наши тезисы на видео. От себя прибавлю, что МИФИ — крутой вуз, в нем внутри есть ядерный реактор, а на входе стоит автоматчик:

Длинный извилистый путь Школы Синтеза Цифровых Схем приближается к годовой кульминации. 21-23 пройдет хакатон по процессорам в зеленоградском МИЭТ, после чего 150 слушателей из дюжины российских городов оправятся готовится к майским праздникам, приближающимся сессиям и лету.

Но для тех, кто воспринимает школу не просто как научпоп, а реально собирается стать проектировщиком микросхем, мы приготовили экзамен с задачками в духе задачек на собеседованиях в Silicon Valley. В некоторых крупных электронных компаниях для решения таких задачек соискателя заводят в комнату без интернета, и он делает это под глазами экзаменатора на компанейском компьютере. Но так ученики школы не волшебники, а только учатся, экзамен выкладывается открытым, но по его результатам школа будет давать рекомендации в электронные компании.

Для экзамена мы выбрали три темы в четырех упражнениях: