nedoPC.org

Community of electronics hobbyists established in 2002

...
Atom Feed | View unanswered posts | View active topics It is currently 28 Jun 2017 06:40



Reply to topic  [ 192 posts ]  Go to page 1, 2, 3, 4, 5 ... 13  Next
Starting with FPGA 
Author Message
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 11:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Давно я уже присматриваюсь к тому, как бы потихонечку освоить работу с FPGA...
Есть у меня проекты, которые хочется увидеть в железе, но уж зело они великИ,
чтобы их паять на макетках... (к примеру, 4-bit-CPU)
Да и в принципе, люди, владеющие FPGA, говорят, что забудешь фразу "у меня
нет вот такой-то микросхемы логики
"...

Я подробно слежу за FPGA-проектами на нашем форуме и пролопатил много материалов
в сети интернет, в результате у меня сложилось мнение, что мне нужно, но оно нуждается
в уточнении людей, имеющих опыт.

1) мне нужна платка с ПЛИС Altera, достаточно ёмкой для проекта с CPU, 5-вольтовой,
удобная для сопряжения с беспаечной макеткой - посоветуйте?

2) мне нужен Quartus, но почему-то везде советуют "не очень новой версии" -
в новых что-то выпилено и чего-то не хватает. Какой искать Quartus?

3) мне нужен USB-Программатор ByteBlaster. Здесь вроде как вариантов нет... :-?

Этого всего достаточно?


Пока я не определился точно с пунктами 1) и 2) хотелось бы попрактиковаться в каком-либо
простеньком "симуляторе" VHDL, из того, что я прочитал, советуют: Симулятор Aldec и еще
Icarus Verilog в связке с GTKWave for Windows.

Есть еще что-либо небольшое, доступное и удобное?

_________________
iLavr


24 Jun 2016 16:13
Profile
Admin
User avatar

Joined: 09 Jan 2003 02:22
Posts: 15362
Location: New York
Reply with quote
Xilinx лучше ;)

_________________
:eugeek: https://twitter.com/Shaos1973


24 Jun 2016 17:42
Profile WWW
Doomed

Joined: 30 Nov 2013 14:08
Posts: 435
Location: WWW
Reply with quote
Lavr wrote:
мне нужна платка с ПЛИС Altera, достаточно ёмкой для проекта с CPU, 5-вольтовой


FPGA Altera вообще не бывает совместимых с 5V. Были старые CPLD от Altera (их еще можно купить за сумасшедшие деньги при весьма скромных по современным меркам параметрам), которые совместимы с 5V


25 Jun 2016 00:10
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 11:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
newold86 wrote:
FPGA Altera вообще не бывает совместимых с 5V.

Я, конечно, боюсь ошибиться, но кажется, на нашем форуме и читал, что есть экземпляры,
вполне работающие при 5V, хотя этого и не обещает производитель.
Вот мне такой экземпляр и хотелось бы приобрести... или даже парочку...

_________________
iLavr


25 Jun 2016 04:58
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 11:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Ну вот, к примеру, есть такая плата: Марсоход2 - с ПЛИС Cyclone III

Image

Я правильно понимаю, что ПЛИС Cyclone III в ней работает при 3.3В,
а для согласования с периферией там в линии воткнуты резисторы?

_________________
iLavr


25 Jun 2016 08:20
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 11:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Из того, что я просмотрел в интернете, мне понравились вот такие платки:
Attachment:
ALTERA FPGA CycloneII EP2C5T144.JPG
ALTERA FPGA CycloneII EP2C5T144.JPG [ 92.33 KiB | Viewed 789 times ]
Но эта, на мой взгляд, неудобна для макетирования...

Вот эта - более удобна...
Attachment:
Altera CycloneII EP2C5T144.JPG
Altera CycloneII EP2C5T144.JPG [ 74.72 KiB | Viewed 789 times ]


А вот эта, как мне кажется, удобнее всего, особенно если бы коннектор
поперек двух основных рядов вывели бы под шлейф...
Attachment:
core_EP2C8.JPG
core_EP2C8.JPG [ 23.79 KiB | Viewed 789 times ]

_________________
iLavr


25 Jun 2016 10:12
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 11:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Есть платки, уже увешанные преобразователями:
Attachment:
bot.800.jpg
bot.800.jpg [ 176.11 KiB | Viewed 789 times ]

Но, видимо, это всё же экзотика...

Вот еще довольно симпатичный экземпляр: MCU ALTERA FPGA NIOS
Attachment:
ALTERA MCU FPGA NIOS.jpg
ALTERA MCU FPGA NIOS.jpg [ 116.88 KiB | Viewed 789 times ]


Довольно популярная DE0-Nano_FPGA Altera Cyclone IV что-то мне кажется
слишком "навороченной" и дорогой...
Attachment:
DE0-Nano_FPGA Altera Cyclone IV.jpg
DE0-Nano_FPGA Altera Cyclone IV.jpg [ 80 KiB | Viewed 789 times ]

_________________
iLavr


25 Jun 2016 10:23
Profile
Doomed
User avatar

Joined: 11 Dec 2003 17:34
Posts: 420
Reply with quote
Shaos wrote:
Xilinx лучше ;)


Не факт. Хотя они может и распространены больше в Америкосии. В Xilinx ISE констрейны писать - лучше сразу застрелиться, к тому же они там заметно ограниченнее, чем в Квартусе.
Vivado в расчет не берем - в ней нет поддержки хоббийных плисин.
И по дев-бордам (хоббийным) Альтеровские гораздо лучше Хилых (могу судить по своему опыту).

_________________
Vasil Ivanov
vasil-i@yandex.ru


25 Jun 2016 11:38
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 11:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Vasil Ivanov wrote:
И по дев-бордам (хоббийным) Альтеровские гораздо лучше Хилых (могу судить по своему опыту).

Я по Вашему опыту тоже судю... :lol:
Vasil Ivanov wrote:
Как привыкнешь к плис-ам, то будешь ловить себя на мысли - "и чего это я раньше этим не занялся и все тянул". И про рассыпуху забудешь как про страшный сон. И не бойся подымать руку на FPGA, они не страшные . Не зацикливайся на одном Xilinx-е, с Альтерой тоже знакомься. Из симулей юзаю менторские modelsim (10.1c) и questasim (10.0b). Халява ессно - лицензия к ним сильно крутая по цене, не для индивидуалов. Если когда-нить дозреешь до дев-борды, то Боже упаси тебя покупать какие-нить от "LDM-Systems" !, только от DIGILENT, типа NEXYS2, NEXYS3. А для Альтеры от TERASIC, типа Altera DE0, Altera DE1.

Но тогда уж берите на себя смелость - советуйте, с чего мне стартануть без мучительного наступания на грабли? :wink:
Со временем у меня напряженно, чтобы грабли испытывать на себе...

А вариант, на котором остановился newold86 кажется мне слишком навороченным отдельным изделием:
Attachment:
DE2-115.gif
DE2-115.gif [ 231.38 KiB | Viewed 780 times ]

Хотя советы newold86 на его старте я тоже учитываю...
newold86 wrote:
1. Не уверен, что CPLD лучший вариант для экспериментов - формально есть ограничение в 100 перезаписей. Однако FPGA сложнее в подключении (если хочется сохранять состояние, то нужно еще конфигурационное ПЗУ).

2. С 5В формально совместимы только CPLD Max 7000S (полностью вход и выход) и Max 3000A (входы полностью, выходы дают 3.3В как "1", что не будет работать с 5В CMOS микросхемами). FPGA формально даже 5V на входе не должны выдержать, хотя есть примеры, когда все работает без проблем. 100% вариант согласования - 74LVC8T245

3. Ног много не бывает. Начинал с 44 PLCC корпуса - даже не дошло до пайки, понял, что ног не хватает. Самый многоногий в PLCC (есть панельки) - 84, что тоже маловато. Реально сейчас использую 144 QFP (припаял с использованием платы-переходника из Chip и Dip), но вообще нужно было ставить 208 QFP (как раз поместится на плату-переходник).

4. Для прикидки - количество использованных макроячеек в моем Орионе - 200, из которых штук 50 - разные отладочные прибамбасы. Так что если брать CPLD, то нужно хотя бы 256 ячеек (а еще лучше - 512).

newold86 wrote:
для начинающих по русски можно найти полезные вещи здесь - http://www.marsohod.org/

Качать нужно Quartus WEB edition. Можно скачать полноценный Subscription Edition, но без покупки он работает 30 дней. В самом начале разницу все-равно вообще не увидите.

Размер пакета большой - счет идет на гигабайты, не удивляйтесь.

Тонкий вопрос с версией Quartus. Если работать с 5В CPLD (Max 3000 и 7000), то последняя, поддерживающая их - 13.0 SP1. Не путать с 13.1 - на сегодня последняя версия, старые CPLD не поддерживает.

После скачивания Quartus'а еще понадобится (скорее всего) скачать поддержку именно тех CPLD/FPGA, с которыми будете работать.

_________________
iLavr


25 Jun 2016 11:56
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 11:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
Следующая плата, на мой взгляд, наиболее грамотно выполнена, для работы с ней в макетке:
CoreEP4CE6 EP4CE6E22C8N АЛЬТЕРА Циклон IV
Attachment:
CoreEP4CE6 EP4CE6E22C8N АЛЬТЕРА Циклон IV.jpg
CoreEP4CE6 EP4CE6E22C8N АЛЬТЕРА Циклон IV.jpg [ 38.29 KiB | Viewed 775 times ]

Attachment:
CoreEP4CE6 EP4CE6E22C8N_2.jpg
CoreEP4CE6 EP4CE6E22C8N_2.jpg [ 44.56 KiB | Viewed 775 times ]

_________________
iLavr


25 Jun 2016 12:51
Profile
Doomed

Joined: 30 Nov 2013 14:08
Posts: 435
Location: WWW
Reply with quote
Lavr wrote:
Довольно популярная DE0-Nano_FPGA Altera Cyclone IV что-то мне кажется
слишком "навороченной" и дорогой...

Только FPGA, установленная на плате, уже устоит в районе USD 60 - 70
Если добавить все остальное, то вроде цена всей платы в USD 79 вполне оправдана

Нужно смотреть, какого объема проекты есть желание запихивать внутрь FPGA. Для понимания порядков - мой проект viewtopic.php?f=87&t=10836 потребовал следующее количество ресурсов FPGA:
Attachment:
resource.png
resource.png [ 10.18 KiB | Viewed 775 times ]


Насчет 5V - я думал (ошибочно), что вопрос был насчет именно кристалла FPGA, штатно работающего с 5V. Варианты "попробовали, все работает" я вообще не люблю - даже что-то нарушая, предпочитаю четко отдавать себе отчет в том, что может произойти в результате моих нарушений.

Насчет согласования уровней - я вроде довольно много на этом форуме с этим возился, пробовал разные варианты. Идеально - двунаправленные преобразователи с принудительным выбором направления, но тогда всегда будет вставать вопрос о том, как рулить направлением. Кроме того, управляется вся микросхема, а это 8 или 16 линий (чаще всего), поэтому нужно сильнее задумываться, что к чему подключать. Преобразователи с автоматическим выбором направления КРАЙНЕ капризны, связываться с ними зарекся.

Резисторы с диодами - принципиально работает, но при правильном подходе нужно внимательно следить за тем, что они делают с более-менее высокочастотными сигналами. И выходное напряжение может быть недостаточным для некоторых типов 5V микросхем. Кстати, не стоит надеяться на внутренние диоды FPGA - тогда нужно обеспечить правильную последовательность включения питания и загрузки прошивки.


25 Jun 2016 13:01
Profile
Doomed

Joined: 30 Nov 2013 14:08
Posts: 435
Location: WWW
Reply with quote
Lavr wrote:
Следующая плата, на мой взгляд, наиболее грамотно выполнена, для работы с ней в макетке: CoreEP4CE6 EP4CE6E22C8N АЛЬТЕРА Циклон IV


Из того, что вижу на картинке:

1. Никаких преобразователей для 5V совместимости нет
2. Для работы понадобится что-то типа USB Blaster, который тоже стоит денег. У той же Nano Blaster имеется прямо на борту, поэтому подключать к компьютеру можно прямо через USB


25 Jun 2016 13:07
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 11:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
newold86 wrote:
Насчет согласования уровней - я вроде довольно много на этом форуме с этим возился, пробовал разные варианты. Идеально - двунаправленные преобразователи с принудительным выбором направления, но тогда всегда будет вставать вопрос о том, как рулить направлением.

Осознал из Вашего же опыта... но честно говоря, утыкивать всё "ёжиками" преобразователей
никакого желания нет. :-?

Вот этот вариант мне нравится больше, особенно, если резисторы уже на плате ПЛИС:
newold86 wrote:
Резисторы с диодами - принципиально работает, но при правильном подходе нужно внимательно следить за тем, что они делают с более-менее высокочастотными сигналами. И выходное напряжение может быть недостаточным для некоторых типов 5V микросхем.

Но честно говоря, не понял совершенно, как Вы их там поставили в своей последней разработке.
Если есть ссылка, откуда Вы брали эту "мысль" - ткните в нее на посмотреть...

Особо высоких частот не предполагаю. Думаю, 10 МГц - максимально...
Начать хотел бы с "Ориона-128", почему и попросил Вас поделиться исходниками.
Глядя в Ваш "Орион", хочу попробовать сам написать "Специалист" - т.к. задача мне очень понятна.

_________________
iLavr


25 Jun 2016 13:16
Profile
Supreme God
User avatar

Joined: 21 Oct 2009 11:08
Posts: 7777
Location: Россия
Reply with quote
newold86 wrote:
1. Никаких преобразователей для 5V совместимости нет

Да, их там похоже что нет, придется ставить извне что-то.
Но зато плата точно встанет в макетку, а не будет болтаться на шлейфах сбоку.
newold86 wrote:
2. Для работы понадобится что-то типа USB Blaster, который тоже стоит денег.

Понадобится. Я вроде как это учел...
Lavr wrote:
3) мне нужен USB-Программатор ByteBlaster. Здесь вроде как вариантов нет... :-?

newold86 wrote:
У той же Nano Blaster имеется прямо на борту, поэтому подключать к компьютеру можно прямо через USB

Ну и USB-Программатор ByteBlaster позволяет подключать к компьютеру прямо через USB.
А лишнее "прямо на борту" мне и кажется "излишними наворотами".

_________________
iLavr


25 Jun 2016 13:32
Profile
Doomed

Joined: 30 Nov 2013 14:08
Posts: 435
Location: WWW
Reply with quote
Lavr wrote:
Вот этот вариант мне нравится больше, особенно, если резисторы уже на плате ПЛИС:
newold86 wrote:
Резисторы с диодами - принципиально работает, но при правильном подходе нужно внимательно следить за тем, что они делают с более-менее высокочастотными сигналами. И выходное напряжение может быть недостаточным для некоторых типов 5V микросхем.

Но честно говоря, не понял совершенно, как Вы их там поставили в своей последней разработке.
Если есть ссылка, откуда Вы брали эту "мысль" - ткните в нее на посмотреть...

Это тайное древнее знание, доступное лишь избранным ! Но по секрету расскажу - выход/вход 5V через резистор подключается ко входу/выходу FPGA. К этому же входу/выходу FPGA подключается анод быстродействующего защитного диода (типа Шоттки). Катод диода подключается либо к +3.3V, либо через соответствующий стабилитрон на землю. Таким образом, напряжение на выводе FPGA ограничивается не "на глазок", током (как при использовании только резистора), а именно на уровне 3.3V (плюс выброс на время реакции диода). Уверен, что Вы про такой метод знали, только не думали, что так просто :)
Вообще на просторах интернета я находил документ, в котором подробно расписывались способы сопряжения логики с разными уровнями, но сейчас под рукой нет. Могу еще предложить документ от Altera, нужный кусок прилагаю:
Attachment:
MaxII - 5V.pdf [110.52 KiB]
Downloaded 17 times


Lavr wrote:
Особо высоких частот не предполагаю. Думаю, 10 МГц - максимально...

Думаю, что даже в несколько раз более высоких частотах проблем быть не должно


25 Jun 2016 13:36
Profile
Display posts from previous:  Sort by  
Reply to topic   [ 192 posts ]  Go to page 1, 2, 3, 4, 5 ... 13  Next

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest


You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Search for:
Jump to:  
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Designed by ST Software.