Рубрика «fpga»

Как мы изобретали оптический рефлектометр - 1

История про высокий порог входа, забеги по граблям и уверенность в завтрашем дне, а также про оптику, схемотехнику и немного про FPGA. На КДПВ — то, что получилось, работает и используется в production, а ниже — рассказ про процесс создания этого "чуда враждебной техники".

В одно хмурое зимнее утро декабря 2007 года маркетологи небольшой компании, занимающейся разработкой электроники, решили, что пора таки сделать свой OTDR. Читать полностью »

Всем привет!

Недавно возникла задача — ускорить загрузку FPGA. От появления питания до рабочего состояния у нас есть не более 100 мс. Поскольку чип не самый новый (Altera Cyclone IV GX), просто подключить к нему быструю флешку типа EPCQ не получается. И мы решили задействовать режим FPP (Fast Passive Serial), поставив снаружи CPLD Intel MAXV с FPL (Flash Parallel Loader). При старте CPLD загружает данные из флешки и формирует сигналы FPP на своих выходах.

Однако, перед тем, как совершить задуманное, собрали DIY-макет из того, что было под рукой, и взялись поэкспериментировать "на кошках". К сожалению, из-за соплей на плате пришлось снизить рабочие частоты, но суть работы FPP от этого не изменилась, зато отладка упростилась. О том, что получилось, и о том, как конфигурируется FPGA, я и решил написать в этой статье. Кому интересно, добро пожаловать под кат.

FPP через FPL: Ускоряем загрузку FPGA - 1

Читать полностью »

Спроектируем Little Man Computer на языке Verilog.

Статья про LMC была на Хабре.

Online симулятор этого компьютера здесь.

Напишем модуль ОЗУ на языке Verilog.

Данные загружаются в ОЗУ из data_in по тактовому сигналу clk.

module R0 #(parameter N = 2, M = 4)
(
input clk,
input [N-1:0] adr,
input [M-1:0] data_in,
output [M-1:0] RAM_out
);
reg [M-1:0] mem [2**N-1:0];
always @(posedge clk)
mem [adr] <= data_in;
assign RAM_out = mem[adr];
endmodule

Подключим счётчик к адресному входу ОЗУ

module R1 #(parameter N = 2, M = 4)
(
input Counter_clk, RAM_clk,
//input [N-1:0] adr,
input [M-1:0] data_in,
output [M-1:0] RAM_out
);
reg [1:0]counter;
always @(posedge Counter_clk)
 counter <= counter + 1; 
 wire [N-1:0] adr;
 assign adr = counter; 
reg [M-1:0] mem [2**N-1:0];
always @(posedge RAM_clk)
 mem [adr] <= data_in;
assign RAM_out = mem[adr];
endmodule

Вот так выглядит схема в RTL Viewer

Little Man Computer на языке Verilog - 1
Читать полностью »

Спроектируем Little Man Computer на языке Verilog.

Статья про LMC была на Хабре.
Online симулятор этого компьютера здесь.

Сперва создадим устройство, позволяющее производить загрузку данных в ОЗУ.
Проектирование процессора на языке Verilog - 1
Читать полностью »

Часть I
Часть II
Часть III
Спроектируем схему из предыдущей части на языке Verilog.
Заменим RAM с одним портом чтения/записи на RAM с раздельными портами чтения/записи.
Управление производится командами:
1. загрузка адреса в счётчик Counter,
2. загрузка данных в память RAM,
3. загрузка (из устройства ввода) данных в аккумулятор Acc,
4. переключение мультиплексора MUX.

Проектирование процессора (CPU Design) Часть III - 1
Подключим счетчик на адресный вход ОЗУ.
При подаче тактового сигнала значение счетчика увеличивается на 1, т.о. можно переходить от ячейки к ячейке, от младшего адреса к старшему.
Проектирование процессора (CPU Design) Часть III - 2
Читать полностью »

В статье изложены принципы построения инфраструктуры локальной системной шины, соединяющей агенты одного сегмента стыка простого исполнителя STI версии 1.0 в объёме кристалла СБИС или ПЛИС. Рассмотрена организация дешифратора адреса, коммутаторов шин чтения данных и выборки исполнителя. Приведен пример описания шинной инфраструктуры сегмента STI на языке Verilog. Предложены варианты подключения исполнителей к сегментам шины с меньшей разрядностью данных.
Читать полностью »

В статье предложена организация взаимодействия функциональных блоков в объёме кристалла СБИС, а именно: процессорных ядер, контроллеров DMA и мостов системных шин с периферийными блоками, такими как: контроллеры GPIO, SPI, I2C, UART, таймеры и широтно-импульсные модуляторы – ШИМ. Рассмотрен набор сигналов и протокол обмена стыка простого исполнителя – локального системного интерфейса, реализующего взаимодействие перечисленных блоков кристалла. Приведены примеры синтезируемых моделей контроллера GPIO и регистрового файла, поддерживающие описанный интерфейс.
Читать полностью »

Работа с VHDL в Sublime Text 3

Редактор Sublime Text существенно экономит время при работе с vhdl и verilog файлами. Для тех, кто не работал с редакторами типа Sublime Text, Notepad++ и т.п. опишу основные полезные функции данных редакторов:

  • множественное выделение/редактирование строк кода (нажатие средней кнопки мыши или при зажатой клавише Ctrl)
  • установка меток (закладок) в коде, помогает ориентироваться в больших файлах. (Ctrl + F2 или через пункт меню Goto→ Bookmarks)
  • возможность разделения рабочей области на несколько окон (Alt + Shift + 2 или из меню View→ Layout)
  • открытие одного файла несколько раз (File→ New View into File)
  • комментирование выделенных строк кода (Ctrl + /)
  • поиск и замена (Ctrl + h)
  • поиск по всем открытым файлам (Ctrl+Shift+f)
  • вставка сниппетов (шаблонов кода) (написать ключевое слово + клавиша Tab)
  • написание и использование функций на языке python
  • возможность установки различных дополнений
  • гибкая настройка

Читать полностью »

Реализация связки прошивки ПЛИС, ПО микроконтроллера NIOS и управляющего ПО под Linux на базе Altera Cyclone V SoC с использованием Avalon Mailbox для создания на их основе распределенной системы управления.
Читать полностью »

Эта статья рассказывает, как сгенерировать видеосигнал на FPGA, используя в качестве примера игру FizzBuzz. Генерировать видео оказалась проще, чем я ожидал — проще, чем предыдущая задача с последовательным выводом FizzBuzz на FPGA. Я немного увлёкся проектом, поэтому добавил анимацию, разноцветный текст и гигантские прыгающие слова на экране.

Решение FizzBuzz на FPGA с генерацией видео - 1
FizzBuzz на плате FPGA. Плата генерирует прямой видеосигнал VGA с анимацией слов “Fizz” и “Buzz”

Если Вы не знакомы с задачей FizzBuzz, то она заключается в написании программы, которая печатает числа от 1 до 100, где кратные трём заменяются словом Fizz, кратные пяти — словом Buzz, а кратные пятнадцати — FizzBuzz. Поскольку FizzBuzz реализуется в нескольких строчках кода, эту задачу дают на собеседованиях, чтобы отсеять совсем не умеющих программировать. Но на FPGA решение гораздо сложнее.
Читать полностью »