Logo FORBOT.pl - darmowe kursy elektroniki, Arduino, Raspberry Pi
Prowadniki kablowe dla robotów zaprojektowane do ruchów w trzech osiach

Kurs FPGA – #1 – podstawy VHDL w praktyce, spis treści

Kurs FPGA – #1 – podstawy VHDL w praktyce, spis treści

Ważną częścią  elektroniki jest technika cyfrowa, której podstawy omówione zostały w poprzednim kursie. Tym razem idziemy krok dalej!

Poznamy w praktyce układy programowalne, które w wielu zastosowaniach sprawdzają się znacznie lepiej od mikrokontrolerów. Podczas tego kursu poznacie podstawy VHDL w praktyce!

Zawartość kursu FPGA

Kurs tłumaczy zupełne podstawy programowania układów FPGA. Zaczniemy od omówienia ich wad oraz zalet. Wskażemy różnice między układami programowalnymi, a mikrokontrolerami. Następnie przejdziemy do instalacji odpowiedniego oprogramowania i niezbędnej konfiguracji!

Podczas kolejnych ćwiczeń omówione zostaną kwestie tworzenia projektów, które są specyficzne dla FPGA. Następnie realizując praktyczne ćwiczenia skupimy się na poznaniu języka VHDL. Zaczniemy od bramek logicznych i multiplekserów. Zajmiemy się też rejestrami przesuwnymi, aż dojdziemy do bardziej rozbudowanych automatów stanów skończonych.

Sprzęt używany w kursie FPGA

W związku z tym, że chcemy poznać podstawy układów programowalnych, to nie potrzebne będzie nam duża ilość sprzętu dodatkowego. Wystarczy zestaw uruchomieniowy, na którym znajdziemy niezbędne peryferia. Przydatnym dodatkiem mogą być również nasze kieszonkowe tablice do kursu podstaw techniki cyfrowej.

Zestaw elementów do kursu

Gwarancja pomocy na forum Błyskawiczna wysyłka

Zestaw uruchomieniowy Elbert v2 - Spartan 3A z wszystkimi niezbędnymi peryferiami do wykonania ćwiczeń z kursu FPGA!

Kup w Botland.com.pl

Uwaga! Przykłady omawiane w tym kursie będę kompatybilne z dokładnie takim zestawem! Uruchamianie ich na innych zestawach nie przyniesie dobrych skutków. Co więcej, w związku ze specyfiką programowania FPGA wgranie programu na inny zestaw nawet może go uszkodzić!

Temat FPGA może sprawiać problemy początkującym, więc wybraliśmy jeden, konkretny zestaw, aby ułatwić wszystkim naukę. Nie będziemy w stanie rozwiązywać problemów i pomagać tym, którzy zdecydują się na korzystanie z innej platformy sprzętowej.

Spis treści kursu FPGA

Kurs został podzielony na 11 artykułów:

  1. Kurs FPGA - #1 - podstawy VHDL w praktyce, spis treści - czytasz ten artykuł
  2. Kurs FPGA - #2 - podstawowe pojęcia, porównanie z uC
  3. Kurs FPGA - #3 - instalacja środowiska ISE Xilinx
  4. Kurs FPGA - #4 - pierwszy projekt, przykład VHDL
  5. Kurs FPGA - #5 - bramki logiczne, multiplekser 
  6. Kurs FPGA – #6 – rejestry przesuwne w VHDL
  7. Kurs FPGA - #7 - symulacja działania układu
  8. Kurs FPGA – #8 – automat skończony w VHDL 
  9. Kurs FPGA – #9 – drgania styków, automaty cd.
  10. Kurs FPGA - #10 - edytor graficzny, bramki logiczne
  11. Kurs FPGA - #11 - edytor graficzny, magistrale - luty 2018
  12. Kurs FPGA - #12 - QUIZ, podsumowanie kursu - marzec 2018

Powyższy spis treści może ulec zmianie
(kolejność artykułów, nowe części itd).

Zestaw używany w kursie FPGA.

Dla kogo?

Kurs dedykowany jest wszystkim, którzy chcieliby poznać podstawy FPGA oraz VHDL. Wszystkie tematy tłumaczone są od "zera". Tematyka jest trudniejsza przykładowo od kursu Arduino, więc nie mogliśmy sobie pozwolić na wracanie do zupełnych podstaw elektroniki lub techniki cyfrowej.

Aby płynnie przejść przez kurs wymagana jest:

Autor kursu FPGA

Tak, jak w przypadku wszystkich innych kursów szukałem osoby, która nie jest teoretykiem i ma praktyczne doświadczenie z FPGA. Autorem tego kursu jest Adam Bemski, który zajmuje się systemami wbudowanymi. Zawodowo związany jest z obszarem automatycznego testowania urządzeń z funkcjonalnością IoT. Adam prowadzi również zajęcia z techniki mikroprocesorowej na wyższej uczelni w Stuttgarcie (DHBW Stuttgart). Więcej informacji znajdziecie na jego blogu.

Oprócz Adama nad kursem pracował jeszcze Piotr Adamczyk, który zajmował się zdjęciami oraz, grafikami. Oczywiście wtrąciłem również do tej serii coś od siebie - zajmowałem się tak, jak w przypadku wszystkich innych kursów, redakcją tekstów i uporządkowaniem całości.

Podsumowanie

Jestem przekonany, że ten kurs pozwoli wielu osobom wejść w świat FPGA, co może być bardzo ciekawą umiejętnością - szczególnie na rynku pracy, gdzie cały czas poszukiwane są osoby z dobrą znajomością układów programowalnych!

W kolejnym odcinku zajmiemy się wytłumaczeniem czym dokładnie jest FPGA, jakie mają zalety, wady oraz dlaczego warto się nimi zainteresować! Na pewno przekona to wielu z Was do nauki nowego języka programowania jakim jest VHDL.

Nawigacja kursu

Damian (Treker) Szymański

fpga, kurs, kursFPGA, vhdl

Komentarze

18:30, 05.09.2017 #1

Czemu został wybrany VHDL, a nie Verilog i taka płytka?

AdministratorAutor wpisu
19:12, 05.09.2017 #2

codespy, jeśli chodzi o wybór języka, to po prostu od początku było takie założenie, że teraz zajmiemy się VHDLem. Otrzymywaliśmy sporo zapytań o taki kurs - więc powstał (przy okazji wniosek: warto wysyłać do nas swoje sugestie). To, że opisujemy VHDLa nie znaczy, że w przyszłości nie będzie kursu Veriloga. Identycznie było z STM32: najpierw powstał kurs bazujący na bibliotece standardowej, a później zajęliśmy się zupełnie innym podejściem, czyli Cube i HAL. Nie ma sensu wdawać się w dyskusje na temat wyższości jednego rozwiązania nad drugim - lepiej poznać oba podejścia i zadecydować we własnym zakresie co jest lepsze ;)

W przypadku zestawu musieliśmy od razu przekreślić większość zestawów, ponieważ były drogie lub posiadały zbyt dużo peryferiów, które nie są na początku potrzebne. Chciałem, aby zestaw był kompromisem, który pozwoli każdemu rozpocząć zabawę z układami programowalnymi. Zestaw, który wybraliśmy ma na swoim pokładzie niezbędne peryferia podstawowe (diody, przyciski, wyświetlacze), więc sprawdzi się idealnie podczas nauki VHDLa. Z drugiej strony ma m.in. złącze VGA, czytnik kart pamięci oraz gniazda, na których wyprowadzono liczne sygnały. Dzięki temu możliwe będzie stworzenie kontynuacji kursu (jeśli będą chętni) bez konieczności kupowania nowej platformy sprzętowej ;)

Podczas wszystkich poprzednich kursów Forbota platformy sprzętowe wybrane wspólnie z autorami kursów sprawdzały się i nie było z nimi problemów - jestem przekonany, że teraz będzie podobnie :)

20:59, 05.09.2017 #3

Liczyłem na Verilog, ale VHDL też spoko. W każdym razie dzięki za kurs i czekam na kolejne odcinki.

1:14, 06.09.2017 #4

A dlaczego ISE? To środowisko jest mocno... podstarzałe. Teraz już na fali jest Vivado...

W sumie w podobnej cenie jest maXimator...

6:35, 06.09.2017 #5

No i fajnie. Zawsze mnie interesowały FPGA, ale nie mam bladego pojęcia z czym to się je więc kurs w sam raz.

Dzięki

AdministratorAutor wpisu
8:10, 06.09.2017 #6

piotrva, o ISE pojawiały się również zapytania - głównie od studentów, więc zapewne to środowisko króluje nadal na uczelniach. Po drugie, tak samo jak w przypadku pytania o Veriloga, nie wykluczamy, że w przyszłości zajmiemy się też innym środowiskiem. Jeśli chodzi o zestaw startowy, to wskazany przez Ciebie jest jednak trochę droższy (a gdy nie ma aktualnie na niego promocji, to jest sporo droższy). Co więcej, prace nad tym kursem zaczęły się dawno, dawno temu (przed publikacją była spora przerwa) i podczas szukania zestawów (~maj 2016) nie trafiliśmy wtedy na Twoją propozycję.

Tom277, super, właśnie dla takich osób go tworzyliśmy :)

12:12, 06.09.2017 #7

Ja liczyłem właśnie na płytkę maXimator. Sam taka zakupiłem i zacząłem się uczyć podstaw Verilog. Dlatego liczyłem na kurs Veriloga. Jak napisałem dobrze, że jest i VHDL.

AdministratorAutor wpisu
17:37, 06.09.2017 #8

codespy, następnym razem zawsze warto podpytać przed zakupem przez maila/PW - dałbym znać, na czym będzie prowadzony kurs ;)

17:46, 06.09.2017 #9

Czekałem tyle na kurs, że się nie doczekałem i sam zacząłem się uczyć.

Trudno poczytam i spróbuję przenieść to na moją płytkę.

AdministratorAutor wpisu
17:57, 06.09.2017 #10

codespy, rozumiem. Mam nadzieję, że tak, czy inaczej skorzystasz z tej serii :)

21:23, 06.09.2017 #11

Świetny pomysł, brakuje na polskim internecie przystępnego kursu z podstaw fpga. A odnoszę wrażenie, że ten temat nabiera coraz większego rozpędu: "Hardware Is the New Software".

AdministratorAutor wpisu
21:25, 06.09.2017 #12

loocash, witam na forum :) Dokładnie tak, FPGA jest bardzo ciekawym zagadnieniem, ale niestety mało jest przystępnych materiałów, które pozwalają zacząć przygodę z układami programowalnymi od zera! Mam nadzieje, że nasz kurs to zmieni :)

Zobacz powyższe komentarze na forum

Dodaj komentarz