Własny mikrokontroler z rdzeniem Cortex-M3

[Elvis]

Jakiś czas temu wspominałem, że ARM udostępnił rdzeń Cortex-M1 dla FPGA oraz planuje niedługo podobnie postąpić z Cortex-M3.

Trochę czasu minęło i faktycznie na stronie ARM DesignStart pojawił się link do przykładowej implementacji Cortex-M3 w FPGA: https://developer.arm.com/products/designstart/designstart-fpga

Aby pobrać pliki musimy się zarejestrować, ale na szczęście dostęp jest darmowy. Ze strony ARM pobieramy archiwum z przykładowym projektem używającym Xilinx Vivado 2018.2 oraz płytkę Arty-A7 firmy Digilent https://store.digilentinc.com/arty-a7-artix-7-fpga-development-board-for-makers-and-hobbyists/

W załączonych plikach znajdziemy dość dobrą instrukcję "krok po kroku", jak możemy zbudować przykładowy projekt. Jest nieco długa (80 stron), więc przyznam że przeczytałem ją mocno pobieżnie.

Sam schemat projektu wygląda następująco:

Jak widzimy rdzeń Cortex-M3 jest dostępny jako moduł IP. Możemy więc użyć go w innym projekcie, co więcej nie musimy używać Arty-A7 - możemy go nawet symulować.

Procesor możemy również dostosować do naszych potrzeb. Domyślnie posiada on 32kB pamięci programu oraz 32kB pamięci RAM. Można oczywiście dołączyć zewnętrzną pamięć - w przykładzie użyta jest pamięć QSPI Flash, jeśli na płytce mielibyśmy np. DDR moglibyśmy z niej skorzystać. Również pamięć wbudowaną można konfigurować (program do 128kB, dane do 1MB) , chociaż tutaj limitem są zasoby FPGA.

Przykładowy projekt to ogromne ułatwienie na początek. Postępując zgodnie z instrukcją, właściwie od razu można przystąpić do syntezy. Jakieś 10 minut później widzimy efekt:

Wykorzystaliśmy większość zasobów układu Artix7-35T, ale używając np. wersji 100T mielibyśmy jeszcze sporo miejsca.

Układ FPGA konfigurujemy jak każdy inny przykład, po chwili na porcie szeregowym zobaczymy wynik działania przykładowego programu:

Jego kod dostarczany wraz z projektem, możemy więc bez problemu zacząć pisanie własnego kodu. Na stronie DesignStart znajdziemy informację o dedykowanej płytce z interfejsem dla debuggera, niestety jeszcze niedostępnej: https://developer.arm.com/products/system-design/development-boards/designstart-daplink-board

Na koniec zdjęcie płytki ARTY-A7 z działającym na niej rdzeniem Cortex-M3:

 

 

[FlyingDutch]

Cześć Elvis,

też bym chciał wypróbować ten projekt, ale nie mam płytki "Arty" (a po moich próbach z "CmodA7" z Microblaze, raczej mam przeświadczenie, że z tą płytką się nie uda). Zastanawiam się nad kupnem jakiejś wersji "Arty" bo Xilinx wybrał ją jako "referencyjną" dla wielu projektów. Ale zawsze fajnie poczytać o eksperymentach innych uczestników forum 😉

Pozdrawiam