Możliwości zestawu uruchomieniowego Elbert v2 - Spartan 3A

[r_bot]

Cześć

Po ukazaniu się kursu FPGA na forbocie postanowiłem zabrać się za naukę FPGA. Mam zamiar kupić zestaw używany w kursie. Nigdy wcześniej nie miałem z FPGA styczności i nie wiem czy ten zestaw pozwoli mi w przyszłości zaprojektować układ który będzie w stanie realizować następujące zadania:

*implementacja magistrali UART zarówno nadawanie jak i odbieranie.

*implementacja regulatora PID(odczyt z enkodera, obliczenie i wystawienie PWM).

*implementacja wyświetlacza 7 segmentowego.

*implementacja SDIO lub SPI do połączenia z kartą pamięci SD

Z góry dziękuję za odpowiedź.

[Elvis]

r_bot, zestaw z kursu jest swietny na poczatek. Jak dla mnie najwieksza zaleta to krotki czas syntezy ukladu 🙂 Wiec jesli dopiero zaczynasz, zestaw jak najbardziej pasuje. Niestety zastosowany uklad XC3S50A jest najmniejszy z calej rodziny, co oznacza ze do zaimplementowania zlozonych projektow zacznie brakowac zasobow.

Jak chodzi o UART, SPI, czy wyswietlacz 7-segmentowy to na pewno uklad da sobie rade. Natomiast nie jestem pewien czy PID i sd-karty beda mialy sens. Z tego co wiem wiekszosc implementacji PID-a jest realizowana na mikrokonotrolerach. W przypadku FPGA po prostu implementuje sie procesor w ukladzie programowalnym (np. MicroBlaze). Na to jednak XC3S50A moze sie okazac zbyt ograniczony.

Podobnie jest z kartami SD - mozesz przecwiczyc komunikacje, prosty zapis, ale juz np. system FAT to raczej zadanie dla procesora.

Z mojego doswiadczenia Elbertv2 jest bardzo dobry na poczatek, swietnie sie sprawdza przy nauce podstaw VHDL-a (lub Veriloga), pozwala na implementacje wlasnych, prostych blokow IP. Jednak pozniej trzeba pomyslec na zmianie ukladu na cos wieszego.

Teoretycznie mozna od razu uzyc bardziej rozbudowanej plytki, ale dla mnie nieakceptowalny byl czas syntezy - wiec jesli jestes bardzo cierpliwy i masz super-komputer pod reka, mozna zaczac od silniejszej konfiguracji. Ale ja polecalbym najpierw Elbert-a, opanowanie podstaw, a pozniej przesiadke na bardziej skomplikowane uklady.

[r_bot]

Elvis Dzięki za wyczerpującą odpowiedź.

Z karty SD mogę zrezygnować bo to rzeczywiście nie ma sensu. Jednak pozostałe pozycje chciałbym zaimplementować, szczególnie regulator PID i chciałbym porównać go z regulatorem PID zaimplementowanym na uC.

Na 99% wybiorę zestaw z kursu FPGA.

[Elvis]

Sprawdź, czy na pewno FPGA spełni Twoje oczekiwania. PID to po pierwsze obliczenia i to w typowym przypadku zmiennopozycyjne. Do tego FPGA kiepsko się nadaje, z tego co wiem większość rozwiązań to zaimplementowanie procesora i wykonywanie na nim obliczeń.

Druga sprawa to dane dla tego PID-a - skąd będziesz miał dane o wielkości regulowanej? Elbert nie posiada przetwornika ADC, podłączenie zewnętrznego układu to dodatkowa komplikacja i zużyte zasoby.

Jak chcesz zobaczyć niemal gotowca, to możesz popatrzeć na przykłady i dokumentację zestawu: https://kamami.pl/podwozia-inne/562525-a-cute-car-robotic-kit-3-kolowe-podwozie-ze-sterownikiem-fpga.html?search_query=a-cute&results=4

FPGA z wbudowanym ADC i większą liczbą bramek dostępna jest np. tutaj: https://kamami.pl/zestawy-uruchomieniowe/561438-zestaw-maximator-maximator-expander-kamami-usb-blaster.html

Ale tak jak napisałem - zaletą Elbert-a jest prostota i szybkość syntezy. Mam kilka innych płytek FPGA, ale dopiero na Elbercie zabrałem się na poważnie za układy programowalne. Kiedy robi się błędy w podstawach, znacznie łatwiej zaczynać od prostych układów. Poza tym nic nie sprawia tyle radości co migająca dioda i prosty obraz na VGA.

A na takim Zynq-u właściwie wszystko składa się z gotowych "klocków" i tylko trzeba mieć dobrą książkę do czytania zanim komputer to wszystko zsyntetyzuje :/

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[r_bot]

ADC nie jest mi potrzebne do regulatora PID, będzie to regulator prędkości wału a nie położenia. Sygnałem wejściowym będzie sygnał z enkodera. Jeśli nie uda mi się zaimplementować regulatora to trudno, na pewno znajdę inne pomysły.

O zestawie Maximator też myślałem ale chyba nie ma do niego poradnika nigdzie w internecie. Chyba lepiej zacząć od zestawu Elbert v2.

[FlyingDutch]

Ale tak jak napisałem - zaletą Elbert-a jest prostota i szybkość syntezy. Mam kilka innych płytek FPGA, ale dopiero na Elbercie zabrałem się na poważnie za układy programowalne. Kiedy robi się błędy w podstawach, znacznie łatwiej zaczynać od prostych układów. Poza tym nic nie sprawia tyle radości co migająca dioda i prosty obraz na VGA.

A na takim Zynq-u właściwie wszystko składa się z gotowych "klocków" i tylko trzeba mieć dobrą książkę do czytania zanim komputer to wszystko zsyntetyzuje :/

Podpisuję się pod wszystkim co napisał Elvis, to bardzo trafna ocena (komunikację UART i SPI czy I2C udało mi się bezproblemowo implementować na Elbercie). Co do PID'a to powinno dać się zaimplementować Picoblaze (wersja na Spartan3) i z jego użyciem może udałoby się stworzyć działający regulator PID. Co do PicoBlaze( 8-mio bitowy soft-CPU) to pierwsze próby z Elbertem będę wykonywał w najbliższych dniach.

Z doświadczenia mojego (Elvis także o tym pisał) jeśli chcesz się "poważnie" zająć FPGA to Elbert V2 szybko może się okazać "za mały" około 1400 LUT - to mało).

Jeśli masz trochę więcej kasy to wziąłbym pod uwagę taki zestaw:

https://kamami.pl/zestawy-uruchomieniowe/234121-zestaw-basys3-z-fpga-artix-7-edu.html

Zestaw jest bardzo dobrze wyposażony w układy I/O (podobnie jak Elbert) i nadaje się do nauki dla początkujących. Zastosowany układ FPGA ma około 33000 LUT i możesz na nim implementować "duże" IP- Core i Soft-PCU MicroBlaze. Poza tym jest wyposażony w złącze Pmod i możesz do niego podłączyć dodatkowe moduły (jest naprawdę dostępnych dużo rozszerzeń Pmod na rynku).

Jest to co prawda , wersja edukacyjna i musisz być studentem (lub wykładowcą) aby go zakupić w tej cenie 359 PLN. Ja osobiście trochę żałuję, że nie kupiłem tego zestawu jako pierwszego na starcie mojej przygody z układami FPGA.

Pozdrawiam