रास्पबेरी पाई को FPGA बोर्ड

कुछ समय पहले, रास्पबेरी Pi3 बोर्ड मेरे निपटान में दिखाई दिया। इसकी क्षमताएं वास्तव में प्रभावशाली हैं: एक तेज क्वाड-कोर प्रोसेसर, और अंतर्निहित हार्डवेयर कोडेक्स / डिकोडर ऑडियो / वीडियो / जेपीईजी, ईथरनेट / वाईफ़ाई, यूएसबी 2, एचडीएमआई ... यह एक वास्तविक कंप्यूटर है। यह बहुत अच्छा है कि एक GPIO कनेक्टर है, जो विभिन्न कारीगरों को अपने स्वयं के गैर-मानक और विशेष से कुछ कनेक्ट करने की अनुमति देता है। इस कनेक्टर पर बड़ी संख्या में विभिन्न विस्तार बोर्ड स्थापित हैं: डिस्प्ले, एलईडी स्क्रीन, मोटर्स के लिए एडेप्टर, एडीसी बोर्ड ...

मैं मार्स रोवर 2RPI के FPGA बोर्ड के बारे में थोड़ी बात करना चाहूंगा, जो अन्य विस्तार कार्डों की तरह, बेरी के GPIO स्लॉट से जुड़ता है, और हमारे माइक्रो कंप्यूटर में पूरी तरह से नए गुण जोड़ता है।

शुल्क बहुत सरल है। इस पर स्थापित:

1. FPGA चक्रवात IV EP4CE6E22C8
   
   • तार्किक तत्व 6272;
   • अंतर्निहित मेमोरी 270Kbps;
   • गुणक 15 (18x18);
   • पीएलएल 2;
2. चार एल.ई.डी.
3. तीन बटन
4. 100 मेगाहर्ट्ज क्रिस्टल थरथरानवाला;
5. EPCS4 चिप स्थापित करने की संभावना (यदि बोर्ड स्वायत्त रूप से उपयोग किया जाएगा);
6. JTAG कनेक्टर (यदि बोर्ड स्वायत्त रूप से उपयोग किया जाएगा);
7. 28 उपयोगकर्ता GPIO में से प्रत्येक पर दो 40 पिन कनेक्टर - रास्पबेरी के साथ संगत कनेक्टर;
   
8. रास्पबेरी से कनेक्ट करने के लिए एक 40-पिन कनेक्टर, जिस पर आप 24 या 20 GPIO का उपयोग कर सकते हैं (यह निर्भर करता है कि EPCS4 चिप स्थापित है या नहीं)।
   

मार्स रोवर 2 आरपीआई बोर्ड रास्पबेरी पाई बोर्ड के ऊपर नहीं, बल्कि एक विशेष एडाप्टर के माध्यम से स्थापित किया गया है। यह जानबूझकर किया जाता है। 4 कोर लोड करते समय रास्पबेरी Pi3 पहले से ही काफी गर्म है, ऊपर से बोर्ड को कवर करने के लिए शीतलन के मामले में बहुत मानवीय नहीं लगता है।

तो आप रास्पबेरी Pi2 / Pi3 बोर्ड कनेक्ट कर सकते हैं:



और यहां पाई-शून्य है:



यह संभव है (लेकिन यह सटीक नहीं है), उसी विस्तार कार्ड का उपयोग ऑरेंजपी के साथ किया जा सकता है।

इस बोर्ड का सबसे पहला आवेदन जो मन में आता है, वह GPIO संकेतों की संख्या को दोगुना करना है: एक कनेक्टर था, और दो थे। आपको FPGA को वांछित प्रोजेक्ट बनाने और अपलोड करने की आवश्यकता है, ठीक है, आपको कुछ विशेष तरीके से इनपुट और आउटपुट का प्रबंधन करना होगा, कई विकल्प हैं: सीरियल पोर्ट, एसपीआई, जीपीआईओ, आप डीएमए का उपयोग कर सकते हैं ...

आप रास्पबेरी से मंगल रोवर 2RPI बोर्ड के FPGA को सीधे JTAG संकेतों के माध्यम से डाउनलोड कर सकते हैं, जो निश्चित रूप से GPIO में प्रदर्शित होते हैं

• tck → GPIO7
• tms → GPIO0
• tdi → GPIO11
• tdo ← GPIO1

इस तरह के एक ओपन सोर्स प्रोजेक्ट OpenOCD, डीबगर और डीबगर है, जो आपको रास्पबेरी को JTAG प्रोग्रामर के रूप में उपयोग करने की अनुमति देता है। OpenOCD एक सर्वर है, आप इसे शुरू कर सकते हैं, और फिर इसे टेलनेट द्वारा दूर से भी कनेक्ट कर सकते हैं और "svf" कमांड का उपयोग करके, आप संकलित परियोजना की छवि FPGA पर अपलोड कर सकते हैं। रास्पबेरी पाई पर ओपनओसीडी के बारे में अधिक जानें ।

यहाँ सिर्फ एक वीडियो प्रदर्शन है:



मार्स रोवर 2 आरपीआई बोर्ड के लिए बहुत पहले "परीक्षण" प्रोजेक्ट पहले से ही तैयार है, हालांकि यह अभी भी अपनी कार्यक्षमता में बहुत प्रभावशाली नहीं है। FPGAs के लिए पहली परियोजना आम तौर पर "एक एलईडी निमिष" है, इस तरह के "हैलो वर्ल्ड!" माइक्रोकंट्रोलर दुनिया और FPGA।
इसका स्रोत github: github.com/marsohod4you/m2rpi_first पर लिया जा सकता है

लेकिन यहां, यहां तक ​​कि इस सरल मामले में, FPGA और माइक्रो कंप्यूटर के बीच पहले से ही एक बातचीत है। रास्पबेरी से, आप सीरियल पोर्ट के माध्यम से एफपीजीए को बाइट भेज सकते हैं जो एलईडी की ब्लिंकिंग गति को बदलते हैं। इसके अलावा, पहला "परीक्षण प्रोजेक्ट" FPGA सीरियल पोर्ट से बाइट्स स्वीकार करता है, इसे संशोधित करता है (एक जोड़ता है), और इसे वापस भेजता है। बेशक, बल्कि आदिम, लेकिन पहले से ही दो FPGA सिस्टम और प्रोसेसर की बातचीत।

वीडियो डेमो:



यह मेरा पहला रास्पबेरी एफपीजीए एक्सेस अनुभव है। मुझे लगता है कि यह वास्तव में जटिल परियोजनाएं बनाने की कोशिश करना दिलचस्प होगा, जैसे कि रास्पबेरी में एक वीडियो कैमरा से फ़्रेम कैप्चर करना और प्रसंस्करण के लिए उन्हें डीएमए के माध्यम से एफपीजीए में स्थानांतरित करना। मुझे लगता है कि इस विस्तार बोर्ड के साथ कई दिलचस्प परियोजनाएं हो सकती हैं।