FPGA *

С незапамятных времён, когда ещё существовали браузеры под ДОС, я взял себе ник Astra.

Поэтому и назвал проект превращения запчасти от майнера с мусорки в годную "отладку", с которым вожусь несколько месяцев, --Аstra_S9_SoC(+FPGA)-- или "платформа Astra9" Собственно, сама плата уже давно запроектирована и наштампована конторой Битмаин невероятно большим тиражом- порядка нескольких сотен тысяч (а то и миллиона) экземпляров. Сотни тысяч этих плат УЖЕ находятся у нас в стране, их не надо тащить с Али. Плата предназначена чисто для управления майнингом на хешплатах и не имеет никакой либо документации. Однако, "сердцем" платы является SoC+FPGA микросхема американской корпорации Xilinx -- ZYNQ 7010 xc7z010-clg400, что позволяет использовать её как FPGA девборд и как одноплатник

Я взял на себя труд разработать рабочую документацию на эту плату. https://dzen.ru/a/ZtTuMNBQ3gFhmskj

В своих статьях рассмотрю основные варианты применения этого изделия. Как минимум, будут освещены такие вопросы:

0. Никакой возни, раздобыл плату, микро-СД-флешку - и через полчаса всё заработало https://dzen.ru/a/ZtumRpI4dV3u1R7v

1. Привет, народ или Как помигать светодиодом

2. Запустить Убунту

Учитывая, что я очень давно занимаюсь отладкой и запуском самых разнообразных проектов связанных с Zynq 7000 — со временем количество итераций перезапуска при проведении отладки увеличивалось пропорционально сложности проекта. Когда я только начинал осваивать разработку под Zynq, то каждый раз закидывал новый образ на microSD карту. Это было очень медленным процессом и требовало от меня постоянно подключать/отключать карту. После этого я освоил сетевую загрузку через Ethernet и TFTP, заменяя файлы по сети и проверяя результат после перезагрузки.

Впоследствии, изучив вопрос связанный с типами загрузки, я обнаружил, что есть альтернативный способ загрузки платы через интерфейс JTAG, который впрочем может оказаться единственным доступным, если на плате нет microSD и Ethernet.  

Вот как раз вопросы связанные с тем, как произвести загрузку по JTAG я бы хотел осветить в этой статье. Всем кому интересно — добро пожаловать под кат. 

В прошлое воскресенье в хакерском клубе в Маунтин-Вью прошла встреча русских и украинцев живущих в северной Калифорнии (1, 2). На встрече особенный интерес вызвало обсуждение работ по проектированию микросхем: проектирование на уровне регистровых передач на языке описания аппаратуры Verilog, верификация/тестирование, прототипирование на FPGA. Далее при обсуждении встречи на фейсбуке возник вопрос "вы не планируете провести такую же тусовку в южной Калифорнии?" Я подумал "почему бы и нет", благо я все равно буду в LA в конце месяца, так как мой младший сын перевелся из CalPoly в UCLA и я еду с ним на ориентацию.

Я примерно набросал программу с учетом встреч в Маунтин-Вью и предыдущего опыта семинаров в странах бывшего СССР:

В воскресенье состоялась встреча в хакерском клубе Hacker Dojo в Silicon Valley. Встреча была анонсирована в украинской фейсбук-группе U4U Uniting for Ukraine USA и русскоязычной группе Russian Speaking US QA Network. Заявленная тема была "Учимся паять", но так как участники спрашивали "и какое это имеет отношение к трудоустройству", то под конец я показал:

1. Как компроненты, к которым мы паяли хедеры (микрофоны и аудио декодеры) - применяются в упражнениях c FPGA платами.

2. К каким типам работ ведут упражнения на FPGA платах: проектировщик логики блоков микросхем (RTL Design Engineer), тестировщик/верификатор (Design Verification Engineer) и инженер для работы с клиентами (Application Engineer).

Сменив недавно работу, перейдя с языка VHDL на язык SystemVerilog и оказавшись в команде, где есть отдельная группа верификаторов, я осознал, что сильно отстал в верификации. На VHDL ранее мной писались лишь простые тесты разработчика, которые показывали, что блок выполняет требуемую функцию и ничего более. Каждый тест писался с нуля и не было повторного использования кода. Решив исправить эту проблему, я погрузился в чтение SystemVerilog for Verification A Guide to Learning the Testbench Language Features за авторством Chris Spear, Greg Tumbush. Прочитав книгу, понял, что нужно написать какой-то тестовый проект, дабы закрепить полученную информацию. Вспомнил, что видел на хабре цикл статей по верификации от @pcbteach, написанный на verilog, и решил написать тест для сумматора с интерфейсами AXI-Stream на SystemVerilog.

Привет, Хабр! Пришло время поделиться самыми интересными докладами с конференций FPGA-Systems 2024.1, по мнению их участников. Под катом вас ждут топ-10 ошибок FPGA-инженеров, история о запуске Quake 2 на RISC-V, рассказ о новом высокоуровневом языке описания аппаратуры и несколько выступлений про укрощение сложностей верификации.

Лев Толстой пахал, Петр Первый работал в токарной мастерской, а мы, труженники Силиконовой Долины, по воскресеньям паяем. Присоединяйтесь к митапу по обучению пайке, который пройдет в воскресенье 11 августа в городе Маунтин-Вью, Калифорния, в клубе хакеров Hacker Dojo. Мы начнем в 14.30, сразу после митапа по верилогу и вернем вам ощущение присутствия в Дворце Пионеров в Киеве, Волгограде или Алма-Ате, а заодно расскажем и про Verilog и FPGA, чего в Дворцах Пионеров не было.

UPD: При обсуждении поста в соцсетях спросили, нельзя ли подсоединиться удаленно. Можно по зуму, линк https://bit.ly/yuri-panchul-zoom .

В жизни многих программистов наступает момент, когда хочется понять как же работает процессор на самом деле, а не в абстрактных схемах высокоуровневых компонентов. У меня возник такой вопрос некоторое время назад, но все материалы которые я находил по этой теме либо были очень специализированными, требующими хорошего понимания электротехники и опыта работы со схемами дискретной логики, либо общие описания, пропускающие многие этапы, и оставляющие лишь смутное представление о том как же всё-таки тысячи транзисторов должны превратиться в работающий процессор.

Для этого я решил написать статью собирающую мой опыт попыток разобраться в этом вопросе, понятным языком, в то же время не пропуская ничего, чтобы после прочтения читатель мог воссоздать процессор из простейших элементов.

В данной статьей мы пройдем путь создания процессора от единичного транзистора до работающего 8-битного процессора, и напишем свой ассемблер для него.

В этой статье я хочу сделать краткий обзор на плату расширения к китайской плате с ПЛИС. Данная плата хорошо дополняет функционал основной платы EBAZ. В конце статьи будет демонстрация ролика Bad Apple.

Всем привет! Я Константин Павлов, старший инженер по разработке систем на кристалле. Работаю в группе прототипирования в компании YADRO, занимаюсь отладкой на ПЛИС исходного кода, который затем будет работать в ASIC.

В статье я расскажу об итеративной (многократной) сборке проектов ПЛИС. Зачем она нужна и какими способами — вендорскими и самописными — ее возможно реализовать. А еще на примерах из практики покажу, каких впечатляющих результатов можно добиться, используя итеративную сборку.

Детей недостаточно учить только питону и ардуине. Нужно еще и цифровой схемотехнике, причем не на симуляторе, так как он для ребенка неубедителен, а на микросхемах малой степени интеграции, лучше которых для иллюстрации функции D-триггера никто с 1968 года ничего не придумал.

Но учить канонично по книжкам 1970-х не обязательно. Например, ну зачем ребенку руками собирать генератор тактового сигнала на микросхеме 555, если его теорию он все равно не поймет, а для понимания функции D-триггера понимание работы генератора нерелевантно? Генератор на 555 можно купить уже собранным на AliExpress.

Также можно заменить батарейку на 9 вольт на питание от USB на 5 вольт; поставить толерантные к 5 вольтам светодиоды, не требующие дополнительных резисторов и поставить кнопочки, не требующие подтягивающих резисторов. В результате все сведется к самой сути - логическим элементам и D-триггерам, откуда уже можно переходить на ПЛИС / FPGA. Вот сравните схему сдвигового регистра. Что вы по этому поводу думаете?

Было:

На конференции FPGA-Systems был предоставлен маршрут проектирования блоков микросхем на основе использования C++ под названием ИРИС. Докладчик - заведующий кафедрой Мехмата МГУ Эльяр Гасанов. Его группа имеет значительный опыт проектирования оптимизированных по производительности блоков, например LDPC декодера, и ведет свои истоки из сотрудничества с LSI Logic в середине 1990-х годов.

Мои мысли после просмотра презентации:

ПЛИС-культ привет, FPGA хабрунити.

На днях состоялся анонс уже второго номера народного FPGA журнала FPGA-Systems Magazine :: № BETA (state_1). В нем 200+ страниц и 20+ статей и небольших заметок по направлениям FPGA / RTL / Verification (ПЛИС сегодня это не только про знание HDL и Vivado c Quartus'ом). Журнал бесплатный и распространяется в виде pdf-ки.

Уже в эту субботу, 25 мая, в Санкт-Петербурге состоится ежегодная конференция FPGA-Systems 2024.1. Еще есть возможность присоединиться офлайн: не только послушать доклады про организацию верификации, ошибки FPGA-специалистов и пообщаться с коллегами, но и посмотреть на любопытные стенды, подготовленные инженерами. Один из них — «черный ящик» на КДПВ, в нем — симбиоз трех симуляторов для моделирования систем на кристалле. Что внутри — читайте под катом. 

А еще — раскрываем тайну, кто будет приглашенным спикером московской FPGA-Systems, которая пройдет 1 июня, вслед за первой конференцией.

Я не понимаю, как на это реагировать. Некий товарищ полгода спрашивает у меня советы как начать с Verilog/FPGA/ASIC, но при этом ничего не начинает, хотя его вопросы становятся все более экзотическими. Чтобы было понятнее, опишу как бы это выглядело для программирования. Предположим к вам пришел молодой человек и спрашивает как научиться программировать. Вы ему говорите что-нибудь типа:

"Сесть за компьютер, написать и запустить программу Hello, world. Одновременно скачать книжку с описанием языка и базовых приемов и читать ее в общественном транспорте, перед сном и в приемной у зубного врача. Периодически садиться за компьютер, написать и отладить программы: сортировки массива, игры Жизнь, ханойских башень итд. С выводом на текстовый терминал, окно в GUI или веб-страницу - по вкусу. Далее вы поймете в какую сторону копать или не идти в это дело вообще."

Молодой человек вас горячо благодарит и уверяет как он сильно хочет стать настоящим программистом. Потом он Hello, world не пишет и никакой книжки читать не начинает, но последовательно спрашивает у вас:

Cобираем FPGA-разработчиков и сочувствующих им на встречу сообщества FPGA-Systems в Москве. Уехали из столицы? Подключайтесь онлайн. 

1 июня в 11:00 семь инженеров расскажут, как применять FPGA-плату в промышленной автоматизации, работать с инструментом ИРИС (самое время узнать, что это), реализовать контроллер SATA на ПЛИС и многое другое. А если вы любитель запускать Doom на чем ни попадя, вас заинтересует кейс инженера-программиста из YADRO, который запустил Quake на отечественном RISC-V-модуле. 

Помимо этого, будет секретный спикер, которого мы объявим ближе к событию. Знайте, что мы уже настраиваем межконтинентальный телемост. Регистрируйтесь, чтобы не пропустить. 

Приглашаем верификаторов, RTL-инженеров и FPGA-разработчиков на конференцию FPGA-Systems 2024.1 в Санкт-Петербурге и онлайн. Обсудим аспекты безопасности в рамках систем на кристалле, тестирование верификационных компонентов, фреймворк PyUVM и его использование для верификации цифровых дизайнов ASIC и FPGA, разработку трансиверов и многое другое. 

Регистрация уже открыта — заполняйте форму по ссылке и присоединяйтесь к конференции. Под катом — полная программа встречи.

Году в 1993 мой приятель микрософтовец Лев Белов при встрече с безумными глазами произнес «Ты понимаешь, что это все! Window NT спортировали на Альфу! Все, архитектура x86 с Интелом закончилась!»

И вот архитектура DEC Alpha вновь возникла в моем дискусе в диалогах на линкдине пару дней назад. Инженер по имени Александр Кушнеров высказал утверждение, что на Альфе не получилось или было принцииально невозможно достичь низкого энергопотребления.

Тезис про «принципиально невозможно» мне кажется сомнительным. Поэтому я высказал вот какие соображения: