Мультиклет стал еще доступнее

в 7:26, , рубрики: diy или сделай сам, LDM-Systems, multiclet r1, Железо, мультиклет, отладочная плата, программирование микроконтроллеров, Процессоры, робототехника

    Три года назад появился на свет первый мультиклеточный процессор. На тот момент для нас было действительно приятным событием то, что процессор заработал с первой попытки реализации новой архитектуры в кремнии. Для процессора Мультиклет P1 были разработаны две отладочные платы, которые позволяли освоить процессор и имели в свое составе основные элементы периферии.

Прошло 2 года и в мультиклеточной семье произошло пополнение, и мир увидел Мультиклет R1. В этой статье мы в деталях рассмотрим отладочный комплект для первого процессора с реконфигурацией клеток, а также продемонстрируем самый бюджетный вариант отладочной платы.

Мультиклет стал еще доступнее - 1
Рис 1. Эскиз процессорной платы

1. Ожидания и результат
    Поскольку данная статья имеет своей целью обзор отладочного комплекса, но могут возникнуть вопросы по процессору, поэтому я подготовил список моих публикаций по процессорам.

    Перед тем, как разрабатывать новую отладочную плату, были проанализированы конкуренты, а также на разных форумах проведено обсуждение того, какой должна быть отладочная плата. В итоге, в связи с расширением линейки процессоров, чтобы места в доме хватило всем и с целью снижения затрат по изготовлению процессорной платы, было принято решение о модульной структуре отладочной системы.

На рисунках 1 и 2 показаны эскизы отладочного комплекта плат, т.е. то, что мы хотели получить 2 года назад и к чему пришли совместно с нашим сообществом. Выражаем признательность всем, кто поделился советами и поучаствовал в создании концепции новой платы.

Мультиклет стал еще доступнее - 2
Рис 2. Эскиз базовой платы

    Разработку отладочной платы доверили профессионалам из LDM-Systems. Мы конечно предполагали, что получится в итоге, т.к. данная компания уже изготавливала для нас отладочную плату для процессора Мультиклет P1. Но результат превзошел все наши ожидания.

Был разработан отладочный комплект, состоящий из базовой универсальной платы и подключаемой к ней процессорной платы, см рис.3.

Мультиклет стал еще доступнее - 3
Рис 3. Полная версия отладочного комплекта

    Процессор R1 запустился с первого раза и замигал светодиодами. Конечно, изготовить такую достаточно объемную вещь идеально было непросто. Но было от чего отталкиваться и без особых проблем мы пришли к версии отладки, которая мне нравится, и надеюсь, удовлетворит потребности большинства наших пользователей. Стоит отметить, что в какой-то момент пришлось достаточно много линий развести заново на плате(в очередной раз я настоял на этом, поэтому отчасти это моя вина, что первым пользователям была немного сдвинута дата доставки), чтобы всё было эстетично и удобно для пользователей со всеми блоками периферии, как говорится «встречают по одёжке». За что мы очень благодарны нашим мастерам из LDM-Systems, которые построили уютный пункт управления для Мультиклет R1.

2. Обзор отладочного комплекта
    На сегодняшний день мы в меру своих возможностей продолжаем развиваться и если абстрагироваться к автомобильной тематике, то наш модельный ряд пополнился и на данный момент включает три типа авто.
Первым типом у нас является отладочный набор, состоящий из базовой платы MB501, содержащей полный набор необходимых интерфейсов, процессорной платы и необходимых разъемов и проводов, см рис 4.

Мультиклет стал еще доступнее - 4
Рис 4. Максимальная комплектация базовой платы

Второй тип отличается базовой платой, которая называется pMB101 и имеет несколько урезанный набор разъемов на борту, но позволяет воспользоваться всеми необходимыми интерфейсами и собрать свое устройство в виде компактного готового модуля, см рис 5.

Мультиклет стал еще доступнее - 5
Мультиклет стал еще доступнее - 6
Рис 5. Версия компактной базовой платы

Третий тип также имеет отличие в версии базовой платы, которая называется uMB301 и позволяет состыковать процессорную плату в максимально компактном виде, см рис 6.

Мультиклет стал еще доступнее - 7
Рис 6. Версия микро базовой платы

Таким образом, мы получили комплектации седан, хэтчбек и купе. На рис 7 показано с какими основными интерфейсами возможно работать на базовой плате, хотя имеются также интерфейсы SPI, I2C, I2S и другие, которые можно задействовать через выводы на процессорной или базовой плате.

Мультиклет стал еще доступнее - 8
Рис 7. Основные интерфейсы базовой платы

Также мы подготовили видео демонстрацию работы отладочной платы:

Но возможны и альтернативные варианты для управления мультиклеточным процессором, об этом далее.

3. Минимальная комплектация
    Как и в автомобильной промышленности, по многочисленным заявкам была выпущена минимальная комплектация отладочного комплекта. Но почти каждый автомобиль, купленный в минимальной комплектации можно затем довести до комплектации «Люкс» и приобрести зимнюю резину. Мы решили не отходить от этой концепции и в результате мы сняли часть элементов процессорной платы, а также защитный корпус программатора. Мы не стали действовать столь радикально как в фильме Марсианин и с нашего модуля скинули только некоторые компоненты периферии, что позволило снизить затраты на производство процессорной платы с Мультиклет R1 с учетом программатора в комплекте до уровня отладочной платы предыдущего поколения с Мультиклет P1.

Получилась минимальная комплектация процессорной платы, см рис 8.

Мультиклет стал еще доступнее - 9
Рис 8. Процессорная плата с сокращенным количеством элементов

На процессорную плату не были установлены некоторые компоненты для работы периферии и их обвязка, на рис. 9 продемонстрированы данные элементы.

Мультиклет стал еще доступнее - 10
Рис 9. Основные элементы, которые не были установлены на плату

Таким образом, основными не установленными компонентами стали 2 памяти SRAM, 2 памяти SDRAM, микросхемы физического уровня для USB, ETHERNET. Вы можете довести процессорную плату до максимальной комплектации. Для этого достаточно обратиться к официальному дилеру или в любой салон паяльных услуг. По компонентам вы также в праве сами решать, какие устанавливать, оригинальные или нет.

В состав минимальной комплектации также входит программатор без корпуса (см рис. 10) и microUSB – USB шнур для подачи питания от порта USB.

Мультиклет стал еще доступнее - 11
Рис 10. Бюджетный вариант программатора

Бюджетная версия отладочного комплекта является своеобразным конструктором, и в принципе в зависимости от потребностей можно будет сразу выбирать устанавливаемые элементы. В отсутствие базовой платы, да и при её наличии может потребоваться стыковка отладочной платы с другими внешними пользовательскими устройствами. Для этой цели разработаны специальные переходники с цанговых выводов платы, см рис 11.

Мультиклет стал еще доступнее - 12
Рис 11. Переходники для процессорной платы с цанговых разъемов

Таким образом, минимальная комплектация, состоящая из процессорной платы, бюджетного программатора и шнура microUSB-USB позволяет осваивать мультиклеточный процессор R1 и проводить разработку и отладку различных устройств.
    Как и полный комплект плат, так и плату в минимальной комплектации можно «прокачать» под свои нужды, прикрепив в качестве следующего этажа плату с навигационным оборудованием, силовыми ключами, модулем управления шаговыми двигателями. Разработчик дополнительных модулей, которые позиционируются как Slave-модули конечно не Xzibit, но рассматривает предложения пользователей на изготовление дополнительных модулей. Навигационный модуль, модуль с силовыми ключами и модуль для подключения системы экранов показаны на рис 12.

Мультиклет стал еще доступнее - 13
Мультиклет стал еще доступнее - 14
Мультиклет стал еще доступнее - 15
Рис 12. Slave модули

Следует отметить, что все принципиальные схемы плат с указанием элементов являются открытыми, и мы рекомендуем воспользоваться нашими наработками при создании собственных устройств. С отладочными платами возможно работать на ПК под управлением ОС Windows, Linux, проводить отладку программы в модели и в железе и разрабатывать собственное ПО на языке Си или ассемблере.

4. Заключение
    И напоследок хотелось бы сказать, что сейчас полным ходом идет разработка всего необходимого ПО (в т.ч. компилятора llvm), заработала лаборатория в УрФУ в радиотехническом институте (ИРИТ-РТФ). В лаборатории установлены комплекты максимальной комплектации, для удобства организации учебного процесса. Робототехнические наборы «Роботология» выходят на серийное производство, но их специфика больше направлена на освоение «Робототехники» школьниками, а также на быстрое знакомство с отечественным процессором, хотя отдельные элементы могут найти свое применение и в промышленности.

В ближайшее время у нас планируется организовать бесплатный удаленный доступ к отладочной плате, чтобы большее число желающих смогли попробовать работу с платой в нашей среде. У нас будет вестись трансляция на youtube отладочной платы, чтобы пользователи могли видеть, что происходит. В качестве ОС будет Fedora. Подключиться удаленно смогут как пользователи Linux, Mac так и Windows, достаточно просто запросить временной интервал.

Спасибо всем, кто проявляет интерес к нашему развитию, и ожидаем новую волну пожеланий, критики и предложений. Именно Вы делаете нас лучше!

Автор: krufter

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля