FPGA *

В 2018 году я уволился из российского подразделения Atmel (компании, которая разработала микроконтроллеры ATmega, применяемые в Arduino) и был приглашён в южноамериканское подразделение NXP. На собеседовании в числе прочих был один весьма забавный вопрос: «Как вы запустите демоплату с микроконтроллером MCXA143VLH, если окажетесь в античной Греции?» Мой ответ про батарейку из лимона приятно удивил собеседника.

Такую батарейку каждый читатель легко может сделать у себя дома. И сегодня я расскажу как. А чтобы убедиться в том, что батарейка функциональна, мы подключим к ней Arduino, который выполнит написанный нами код.

Настройка визуального представления сигналов при моделировании в среде ModelSim (часть 1)

Добрый день читателям Хабра! Меня зовут Алексей, я занимаюсь работой с ПЛИС (FPGA) уже более 15 лет. Хабр читаю давно, но статьи здесь никогда не писал. В общем решил попробовать. Не знаю, насколько на Хабре интересны темы, связанные с ПЛИС? Но всё же, вдруг кому-то эта небольшая статья будет полезна.

Я давно носил идею проверки HDMI на платах Zynq, и вот наконец-то дошли руки до этого интересного топика. В этой статье я покажу, что вывод изображения через HDMI достаточно прост, но ограничусь только рассмотрением вывода изображения из baremetal-приложений, а вопросы про Linux оставлю для следующей статьи. В первую очередь изучим возможность простого вывода изображения в HDMI из генератора тестовых изображений с использованием Test Pattern Generator в PL-логике, а затем коснёмся применения AXI Video DMA.

Всем интересующимся добро пожаловать под кат!

Пока одни студенты готовятся к сессии и сдают долги, другие разрабатывают системы на кристалле и тестируют клиентские устройства. Герои этой статьи — молодые инженеры, выпускники стажировки YADRO Импульс 2024. Два месяца они стажировались в компании, а затем получили предложения о работе и продолжили работу над начатыми проектами. 

В каком вузе учиться, чтобы в 20 лет стать младшим инженером в крупной компании, как за два месяца разобраться в запуске тестов на FPGA-платах и какие навыки приобретают стажеры в YADRO — узнаете в статье.

Привет!

Начался новый поток «Школы синтеза цифровых схем» и я хотел бы поделиться своим опытом по адаптации бюджетной платы с ПЛИС для запуска на ней лабораторных работ Школы. Отдельным преимуществом такого решения является возможность использования Open Source маршрута для синтеза и моделирования цифровых схем на базе Yosys и Icarus Verilog. Colorlight 5A-75B не является отладочной платой в привычном понимании этого понятия - будет интересно.

В этом тексте я реализовал возможность передачи бинарных данных звуком через BPSK модуляцию. Написал инструкцию как это можно делать.

Вся обработка происходит в post processing режиме на PC над записанным wav файлом.

Изучение ЦОС на примере работы со звуком - это доступная каждому возможность для экспериментов с различными алгоритмами DSP.

Прежде чем браться за макетную плату и паяльник, стоит обратиться к профессиональной литературе по схемотехнике. Опытные инженеры и ученые снабдят необходимой теорией и помогут собрать стартовый набор для практики. Эту подборку мы специально разделили на два трека — железный и архитектурный — и отсортировали книги от простых к сложным. 

Для полного погружения можно изучить оба направления. Но, если хотите углубиться в тему электроники, читайте материалы из железного трека. А для тех, кто хочет отойти от физики работы приборов на более абстрактный уровень проектирования, подойдут книги из архитектурного направления.

Что если из микрофона можно сделать пассивный дальномер?

В этом тексте я проверил работу фазового детектора для звука.

Я собрал прототип фазового дальномера из двух обыкновенных мобильных телефонов.

Вчера известный разработчик FPGA дизайнов и печатных плат Николай Ковач, основатель marsohod.org из Таганрога, добавил поддержку платы Марсоход3GW2 в репозиторий примеров для Школы Синтеза Цифровых Схем, в которую сейчас идет регистрация. Плата покрывает нужды Школы для упражнений с цифровой логикой, синтезом простого микропроцессорного ядра, распознавания и генерации звука и красивой графикой на HDMI дисплее с 24-битным цветом.

Почему это важно и как это связано с Мишустиным, США, Китаем и другими глобальными обстоятельствами? Да от решения микроархитектурных задачек на таких платах непостредственно зависит уровень проектировщиков российcких чипов через несколько лет:

Вероятно вы слышали о "Школе синтеза цифровых схем". Здесь учат цифровой логике и программированию ПЛИС. Каждый желающий может записаться на курсы школы и пройти обучение. Филиалы школы есть во многих городах.

Школа готовит программу лабораторных работ для изучения FPGA. Они опубликованы на Github: https://github.com/yuri-panchul/basics-graphics-music

Особенность этих лабораторных работ в том, что они адаптированы для совершенно разных FPGA плат, платы от разных производителей, используется разная ёмкость FPGA чипов, разные вендоры FPGA.

Мы сделали форк этих лаб https://github.com/marsohod4you/basics-graphics-music и адаптировали лабораторные работы на нашу плату Марсоход3GW2.

Дальше я немного расскажу о некоторых учебных работах.

Если десятью словами: неумением ставить корректные эксперименты и экстремально гипертрофированным ощущением собственной важности. Я не буду описывать конкретный случай, с которым я столкнулся, а опишу выдуманный случай с такими же чертами.

Предположим к вам обратился товарищ, который хочет чтобы вы дали ему контакты принимающих решения менеджеров и топ-алгоритмистов в условном Микрософте. Зачем? После обмена репликами, где он сначала сопротивляется, выясняется что он изобрел новый алгоритм сортировки. В качестве доказательства он показывает программу на питоне, которая, по его словам, сортирует 10 чисел быстрее чем сортировка по умолчанию на питоне.

Привет, Хабр! Меня зовут Павел Панкратов, я ведущий инженер-программист в дивизионе искусственного интеллекта YADRO. Этим текстом я запускаю цикл статей — экскурс в особенности работы с SoC, комбинирующей в себе реализованные в «железе» аппаратные блоки (Hard IP’s) и программируемую логику (Soft IP’s). Основная задача, которая объединит все три статьи, — параллельный запуск встраиваемой операционной системы на двух различных по архитектуре процессорах, представленных в виде Hard и Soft IP-блоков.

Производители подобных систем, как правило, предоставляют окружение для разработки и документацию с примерами реализации универсальных решений. Но масса важных деталей от пользователя все же скрывается, что приводит к долгим исследованиям при попытках нетривиальной модификации. Эта и остальные статьи цикла — попытка раскрыть завуалированные тонкости, сделать их доступными и понятными.

Встретился на ланч с Дэвидом Харрисом, автором (вместе с Сарой Харрис) популярного учебника «Цифровая Схемотехника и Архитектура Компьютера», который за последние 10 лет помог закрыть монументальную дыру в техническом образовании десятков вузов России и Украины. До этого учебника во многих вузах сразу после триггеров шло программирование микроконтроллеров, то есть раньше у многих студентов вообще не возникала база для проектирования современных чипов по маршруту RTL‑to‑GDSII, технологии, которая за последние 30 лет привела нас к смартфонам, быстрому интернету и ускорителям ИИ.

Учебник Дэвида активно используется на Школе Синтеза Цифровых Схем, которую поддерживают 24 российских и 1 белорусский университет. Регистрация на новый сезон Школы только что открылась.

Привет, Хабр! Меня зовут Роман Вернин, я разработчик систем на кристалле в компании Аквариус. Вместе с коллегами мы разрабатываем микросхемы ASIC. В этой статье я хотел бы поделиться опытом, как можно использовать отладочное средство ПЛИС от фирмы Intel для тестирования, настройки или исследования устройств и стендовых систем.

О платформе

Опишу, как «поднять» SPI в Линуксе (Убунту), подключить экранчик 12 864 с контроллером ST7920 (бывают и другие варианты контроллеров) к ZYNQ-7010 и отобразить на нём текст, линию и прямоугольник, используя Питон.

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

Когда возникла необходимость защитить устройство от нежелательного использования, оказалось, что на эту тему мало информации. В конце концов, процесс перехода по множеству ссылок, которые выдал поисковик, вывел на XAPP1239, UG470 и XAPP1084. Перед прочтением этой статьи лучше с ними ознакомится, так будет понятнее о чём идёт речь. Ниже будут пошагово описаны процессы создания зашифрованного bitstream и конфигурации ПЛИС на отладочной плате ARTY A7 и XC7K325T KINTEX-7 на кастомной плате для программирования этим зашифрованным bitstream.

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).