FPGA *

1. Приведите пример синхронного кода без использования задержек, который даст разные результаты при моделировании и при работе в реальной аппаратуре
2. Исправьте этот код при помощи задержек.

• Добавление модуля интерфейса общения с периферией (i2c, spi, и т.д.).
• Соединение входных/выходных портов модуля с шиной AHB-Lite.
• Присваивание адресов сигналов подключаемого устройства.
• Добавление констрейнов на физические контакты платы.
• Написание программы для MIPS процессора.

Иногда лучший способ чему-то научиться, будь то ПЛИС, модель ИИ или простейшая логическая задача — это позволить технологии научить саму себя.

При разработке сложно-функциональных блоков (СФБ) цифровой обработки сигналов важным этапом является моделирование алгоритма работы. Этот этап может занимать существенное время, откладывать запуск написания RTL и, как результат, увеличивать общее время разработки. Поэтому в условиях ограниченного времени на разработку многие предпочитают этот этап пропускать. А зря.

Нет согласующих резисторов в FPGA - что мешает реализовать целый ряд схем, но зато есть чем заменить их для цифрового сигнала внутри таких схем. Пытался найти в сети альтернативу согласующему резистору для применения внутри синтезируемой схемы, поисковик выдал скромный результат поиска, содержанием которого оказалось ничего по существу - категоричное нет на всех форумах, и иногда что-то близкое, но моей задачи не решающее. Да и собственно в схеме развёрнуты две задачи - некоторый кэш нового типа и механизм управления таким кэшем, по сути - часть процессора нового типа.

Тут нужно много вникать. И если Вы не верите IDE Logisim Evolution - можете просто пройти мимо и не принимать тут изложенный материал во что-то нужное и полезное. Тем более что это в общем-то работа новичка, который просто развивает свой проект и взгляды в новых областях, сталкивается с новыми задачами и решает их новыми способами.

• RTL проектирование;
• функциональная верификация;
• топологическое проектирование.

Введение

• мобильный дисплей с разрешением 240x240 с интерфейсом MIPI DSI;
• датчик изображения с разрешение 640x480 (OVM7692);
• малопотребляющие микрофоны в количестве 4 штук;
• BLE модуль для беспроводной передачи данных;
• программируемая SPI Flash память;
• пак различных датчиков (давления, компас, гироскоп и акселерометр);
• ну и всякие кнопочки и лампочки.

Провели мероприятие в Калифорнийском политехническом государственном университете в Сан-Луис-Обиспо. Докладчиками были: ваш покорный слуга Юрий Панчул, два американских инженера проектирующие чип по ускорению ИИ, и китайский студент из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре. Идея мероприятия возникла, когда я встретился с выпускником Cal Poly Стенли на конференции самоделкиных OpenSause, и он поведал мне то, что я уже знал из собеседований американских студентов: они изучают в вузе карты Карно, доходят до конечного автомата светофора, отдельно постигают классический 5-стадийный конвейер MIPS (ныне RISC-V), а потом идут на собеседование на работу, и - хоба! - выясняется что их карты Карно никого в индустрии не интересуют, а вопросы идут про сопряжение конвейера обработки данных (не процессорного!) и FIFO, чего они не проходили.

Привожу ниже мой отчет на английском.

Привет с вами снова Александр и FPGA-тян. На самом деле хочется признаться, что эта статья задумывалась как первая, поэтому и имеет в названии слово " Знакомство". Но она никак не могла пройти модерацию (по неизвестной мне причине), однако я всё же решил выложить и этот пробный материал. Поэтому давайте мысленно представим, что она всё же вышла первой и будем отталкиваться от этого при прочтении.

Речь пойдёт всё так‑же о асинхронной логике. Похоже, что тут никто и никого не ждал... к такому выводу можно прийти, если посмотреть на сравнения, в сети и материалах, по части синхронной и асинхронной логики, и на фактические цифры, ну и на традиционную забагованность (в частности Gowin EDA) в таких нужных местах как массивы, впрочем эта забагованность вполне победима посредством небольшого «шаманства», об этом будет тоже. Приходится делать «двухшаговые » публикации, потому что если свалить всё в прошлую — то это вряд ли станет всё читабельным, а одного шага явно мало для полноценной публикации, особенно на фоне борьбы с чужими багами. Если не лень читать новые «приключения» в асинхронном, и не только, мире — то пожалуйста.

Для стабильной работы последовательным схемам нужен надежный тактовый сигнал для обеспечения стабильной синхронизации по времени. Для обеспечения стабильного источника частоты схемы генератора тактовых сигналов используют кварцевый резонатор. Драйверные схемы усиливают сигнал от кристалла (или генератора) в цифровой сигнал, который распространяется на остальные, например, запоминающие устройства в цифровой системе.

Большинству цифровых схем требуется несколько (или даже десятки) различных тактовых сигналов для управления различными подсистемами. Например, система на основе ППВМ может использовать тактовую частоту 48 кГц для создания аудиопотока, тактовую частоту 1 кГц для запуска таймера, тактовую частоту 10 МГц для запуска небольшого процессора и тактовую частоту 12 кГц для запуска контроллера двигателя. Было бы слишком дорого использовать отдельные внешние схемы осциллятора для создания такого количества различных тактовых сигналов, поэтому системы обычно производят необходимые им тактовые сигналы всего из одного или двух основных тактовых входов.

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.

Наверное каждый "ПЛИСовод" использовал высокоскоростные приёмопередатчики хотя бы раз в своей практике. В семействе ПЛИС Intel/Altera серии IV IP ядро с этим функционалом называется ALTGX.

Основная задача этого IP ядра - преобразование параллельной шины на низкой частоте в последовательную шину на высокой.

Динамическая реконфигурация позволяет менять различные параметры приёмопередатчиков "на лету", то есть не меняя прошивку ПЛИС.

Основными из них являются:

скоростные характеристики, то есть на какой скорости будут принимать и передавать данные

включать/выключать встроенные кодеки (в ПЛИС серии IV - кодек 8b/10b)

менять аналоговые параметры, такие как TX VOD, TX Preemphasis, RX Offset Cancelation, RX Adaptive Equalizer

Ни для кого не секрет, что компиляция и тестирование проектов ПЛИС занимает достаточно большую часть времени всего процесса разработки. Поэтому часто разработчики используют различные среды симуляции для тестирования своих модулей. Но многие ли использовали среду симуляции для тестирования разработанных модулей в связке с используемыми IP ядрами от разработчика ПЛИС. В этой статье мы решили поделиться своим опытом, начиная с создания IP ядра ALTGX для ПЛИС Intel Cyclone IV до симуляции созданного проекта для тестирования модулей динамической реконфигурации с связке с ALTGX.