Часть 1. Мир Xilinx ^[1]
Часть 2. Мир Intel (Altera)

Продолжаем обзор девелоперских плат на основе SoC с ядром ARM. На этот раз мы рассмотрим платы на SoC Cyclone V. Это не единственный SoC компании Intel, есть ещё Arria V, Arria 10 и Stratix 10, но цена плат на их основе вас точно не обрадует.

К сожалению, плат на основе Cyclone V гораздо меньше, чем на Xilinx Zynq, и в основном они производятся одной компанией, Terasic. Есть ещё плата Arrow SocKit, но она полностью эквивалентна плате Terasic SoCKit. Основная информация по платам Terasic сосредоточена на сайте rocketboards.org ^[2]. Там можно скачать разные полезные материалы, образы дистрибутивов Linux, там же находится форум. Форум довольно вялый, и на получение поддержки там я бы не рассчитывал, но лучше что-то, чем ничего.
Также компания Terasic продаёт некоторые платы по сниженной цене при наличии студенческого билета («academic price»). Насколько это реально для российских студентов, я не знаю, но если кто-то имел опыт такой покупки, будет интересно узнать. Пишут, что, например, Digilent при запросе покупки по академической цене отсылает к российсим дистрибьюторам, у которых цены завышены в 2-3 раза. Может быть, Terasic поступает иначе.
Кроме продукции компании Terasic мы рассмотрим также две платы производства компании EBV. Другие компании, выпускающие продукцию на Cyclone V, делают в основном модули SoM, а не девборды, и в обзор не попали.

Программное обеспечение

Как уже упоминалось в предыдущей части, для SoC компании Intel средой разработки проектов FPGA служит Quartus Prime, а средой разработки программного обеспечения — DS-5 Altera Edition. Она позволяет (в бесплатном варианте) разрабатывать приложения под Linux, разработка приложений Bare Metal, работающих без операционной системы, требует коммерческой версии DS-5. И Quartus Prime, и DS-5 существуют в версиях под Windows и под Linux.

Terasic

Итак, приступим к обзору самих плат. Я не буду приводить здесь весь каталог плат Terasic, ограничившись только несколькими платами, которые я выбрал по собственным субъективным критериям.

Большим удобством является то, что все платы от Terasic имеют USB JTAG.

ADC-SoC ^[3]

Производитель: Terasic
SoC: Cyclone V SE
RAM: 1 GB of DDR3 SDRAM
Flash: нет
Ethernet: 10/100/1000
JTAG: есть
Arduino header: есть
Размеры: 89x107 мм
Цена: $550
Другие возможности:

• 2 АЦП 14 bit, 150 MSPS
• G-sensor (акселерометр)

Два быстродействующих АЦП с высокой разрядностью, это прекрасно, если вы хотите сделать, например, SDR-приёмник. Недостатком платы является её цена. Также нет никакой flash-памяти (загрузка только с SD-карты).

VEEK-MT2S

SoC: 5CSXFC6D6F31C6N
RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS), 64MB SDRAM (FPGA)
Flash: нет
Ethernet: 10/100/1000 Ethernet
Размер: 158х228 мм
Цена: $660, академическая цена $559
Другие возможности:
Другие возможности:

• 24-bit VGA DAC
• 128x64 Dots LCD
• Audio 24-bit CODEC
• TV Decoder (NTSC/PAL/SECAM) and TV-In Connector
• ADC 500 KSPS x 12 бит х 8 каналов
• G-Sensor

Девкит на основе платы DE10-Standard. Содержит LCD 800х480 с сенсором на 5 одновременных касаний, камеру на 8Мп, датчик освещённости, 9-осевой гироскоп/акселерометр/магнитометр. Для более подробной информации смотрите описание платы DE10-Standard (ниже по тексту).

DE10-Standard

SoC: 5CSXFC6D6F31C6N
RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS), 64MB SDRAM (FPGA)
Flash: нет
Ethernet: 10/100/1000
Размер: 166x130 мм
Цена: $350 (академическая цена $259)
Другие возможности:

• 24-bit VGA DAC
• 128x64 Dots LCD
• Audio 24-bit CODEC
• TV Decoder (NTSC/PAL/SECAM) and TV-In Connector
• ADC 500 KSPS x 12 бит х 8 каналов
• G-Sensor

Довольно типовая девборда. Содержит всё, что необходимо. Есть high-speed разъём HSMC, к которому можно подключать платы расширения, есть обычная IDC-гребёнка для низкоскоростных сигналов. Есть видео-ЦАП (VGA), аудиокодек, маленький экранчик 128х64 (монохром), G-сенсор, АЦП 12 бит х 8 каналов. Также имеются LED-индикаторы, кнопки и переключателе, как и на большинстве плат Terasic.

DE10-Nano Kit

SoC: SE 5CSEBA6U23I7
RAM: 1GB DDR3 SDRAM
Flash: нет
Ethernet: 10/100/1000
HDMI: есть
Arduino header: есть
Размер: 69х107 мм
Цена: $130 (академическая цена $99)
Другие возможности:

• АЦП
• G-sensor (акселерометр)

Минималистическая и относительно доступная плата. Хороший вариант, если не нужен разъём HSMC и всякие другие излишества. Тем не менее, плата хорошо оснащена, и беусловно стоит своей цены. Есть Arduino-совместиый разъём.

DE0-Nano-SoC Kit/Atlas-SoC Kit

SoC: SE 5CSEMA4U23C6N
RAM: 1GB DDR3 SDRAM
Flash: нет
Ethernet: 10/100/1000
HDMI: нет
Размер: 69x96 мм
Arduino hesder: есть
Цена: $99 (академическая цена $90)
Другие возможности:

• АЦП
• G-sensor (акселерометр)

Практически то же самое, что и DE10-Nano Kit, при ещё меньшей цене. Также есть разъём Arduino. Единственным отличием является то, что у этой платы нет HDMI. Хороший вариант, если вам не нужны излишки периферийных устройств. Всё минималистично, и стоит недорого по сравнению с другими платами.

DE0-CV Board

SoC: 5CEBA4F23C7N
RAM: 64MB SDRAM
Flash: нет
HDMI: нет
Ethernet: нет
Цена: $150 (академическая цена $99)
Другие возможности:

• VGA (4 бит)

Совсем маленькие возможности этой платы, к сожалению, не позволяют рекомендовать её к покупке. Совсем мало памяти, и VGA с «цапом» на резисторах, нет Ethernet, это слишком скромно даже с учётом небольшой цены. Лучше купить DE10-Nano Kit, дешевле и лучше.

DE1-SoC-MTL2

SoC: 5CSEMA5F31C6N
RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS) + 64MB SDRAM (FPGA)
Flash: нет
HDMI: нет
Ethernet: 10/100/1000
Размер: 354 х 130 мм
Цена: $405 (академическая цена $330)
Другие возможности:

• 24-bit VGA DAC
• Audio 24-bit CODEC
• TV decoder (NTSC/PAL/SECAM)
• ADC 500 KSPS x 12 bits x 8 каналов

Набор, состоящий из платы E1-SoC Board и сенсорного экрана. Характеристики платы см. ниже.
Поставляется с BSP (Board Support Package), который включает в себя Linux, библиотеку работы с тачскрином и прекомпилированную библиотеку Qt.

DE1-SoC Board

SoC: 5CSEMA5F31C6N
RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS) + 64MB SDRAM (FPGA)
Flash: нет
HDMI: нет
Ethernet: 10/100/1000
Размер: 354 х 130 мм
Цена: $249 (академическая цена $175)
Другие возможности:

• 24-bit VGA DAC
• Audio 24-bit CODEC
• TV decoder (NTSC/PAL/SECAM)
• ADC 500 KSPS x 12 bits x 8 каналов

Типовая девборда, с хорошим оснащением. Есть практически всё, что может понадобиться, но ничего необычного.

SoCKit

SoC: 5CSXFC6D6F31C6N
RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS), 1GB DDR3 SDRAM (FPGA)
Ethernet: 10/100/1000
Flash: 128 Mb QSPI
Размер: 150 х 110 мм
Цена: $350
Другие возможности:

• IR emitter/receiver
• 24-bit VGA DAC
• Audio 24-bit CODEC
• TV decoder (NTSC/PAL/SECAM)
• ADC 500 KSPS x 12 bits x 8 каналов
• G-sensor (акселерометр)
• LCD 128 x 64

Отличная плата, хорошее оснащение и компактный размер. Рекомендуется для серьёзных задач.

Cyclone V GX Starter Kit

SoC: GX 5CGXFC5C6F27C7N
RAM: 4Gb LPDDR2 (HPS), 4Mb SRAM SDRAM (FPGA)
Ethernet: нет
Flash: нет
HDMI: есть
Arduino header: есть
Размер: 150 х 116 мм
Цена: $179
Другие возможности:

• Audio 24-bit CODEC
• ADC 500 KSPS x 12 bits x 8 каналов
• G-sensor (акселерометр)

Неплохие возможности за такую цену. Объём ОЗУ самый большой из всех плат в обзоре. Эта плата, как и SocKit, является очень хорошим выбором для серъёзных задач и образовательных целей.

Terasic Spider

Робопаук на основе платы DE0-Nano-SoC. Кроме неё, содержит плату управления сервомоторами и шасси с 18-ю сервомоторами.

Цена $1200.

Мне кажется, дорого. Если есть желание заиметь такую игрушку, можно купить отдельно плату DE0-Nano ($99) и сделать шасси самому, потратив существенно меньшую сумму.

EBV

До сих пор мы рассматривали только платы от Terasic, но есть и другие производители плат на Cyclone V.
Одним из таких производителей является компания EBV.

SoCrates

SoC: 5CSEBA6U23C7N
RAM: 128M DDR3
Flash: нет
Ethernet: 10/100/1000
Размер: 100 мм диаметр
Цена: 599 €

Плата необычной круглой формы, довольно старая и довольно дорогая. Более интересна её следующая версия, гораздо более оснащённая при той же цене (см. ниже).

SoCrates II

SoC: 5CSXFC6C6U23C7N
RAM: 1 GB DDR3
Flash: 256 Mbit FPGA Configuration Device (QSPI) + 256 Mbit HPS Boot Device (QSPI)
Размер: 100 мм диаметр
Цена: 599 €

Вторая версия круглой платы от EBV. Больше ничего необычного в ней нет, и цена весьма немаленькая.

Полезные ресурсы

В заключение приведу список (далеко не полный) полезных ресурсов, которые помогут вам освоить удивительный мир SoC от Xilinx и Intel:

Xilinx

http://www.zynqbook.com/ ^[4] — книги The Zynq Book и The Zynq Book Tutorials. Обе книги доступны для скачивания бесплатно.
http://zedboard.org/content/microzed-chronicles ^[5] — огромное онлайновое руководство Адама Тейлора по Zynq, с примерами использования различных плат (MicroZed и не только). Автор также является одним из ведущих корпоративного блога XCell Daily Blog (https://forums.xilinx.com/t5/Xcell-Daily-Blog/bg-p/Xcell ^[6]).

Intel (Altera)

https://rocketboards.org/ ^[2] — центральное хранилище докуметации и исходников, а также форум по платам на базе Cyclone V.

Автор: Владимир

Источник ^[7]