Всем привет.
Есть у меня проект создания некого устройства. очень для этого дела подходит ПЛИС.
Но человек я ленивый и поэтому раньше все руки не доходили до них.
И вот думаю купить Стартовый набор и попробовать реализовать этот девайс.
Друзья советовали Xilinx.
Из беглого осмотра решил, что подойдет Spartan 3AN, на борту флэш память есть.
В терраэлектронике продают этот набор за 12700 руб.
Опыт работы с цифрой, программами, системами проектирования имеется, все кроме ПЛИС.
Книжек разных по этому делу накопировал десятка два.
Терминологию и какие программы-модули, что делают, я конечно не знаю пока.
Что нужно почитать для начала?
Может кто недавно осваивал эту технологию - поделитесь первым опытом.

fpga4fun.com
google.ru

CycloneIII StarterKit неплохая штука для своей цены.

Spartan 3AN на фирме стоит 189.
Это местные двойную цену ломят.

Если с самого начала, то лучше с начать с CPLD, а потом пересесть за FPGA. Хотя можно сразу и с FPGA.
Стартовать с Altera или Xilinx - все равно. Все зависит от доступности бесплатного софта, дешевых программаторов и Старт-кита.
Начинать писать проекты лучше на языке, я выбрал verilog. Обычно это подмигивание светодиодами, почти также как и при освоении МК.
Потом можно что-то посложнее, например, синтезировать схему для светофора с цифровым табло... Ну и т.д.
Успехов.

Язык программирования - это не проблема, я вот как обстоит дело с освоением программ?
Достаточно программ которые прилагаются в Starter Kit?
Или сразу нужно искать что-то другое?

Конкретно, что мне нужно делать, я себе представляю: процессор (любой - или PIC, AVR, 8052), интерфейс UART, контроллер шагового двигателя и пару портов для датчиков - АЦП, ЦАП. В наборе Spartan 3AN - все это присутствует.
Как я понимаю мне придется из демо-кусков надергать того, что мне нужно и все должно получиться.
Понятно, чтобы пользоваться этим ПО придется почитать какие-то книжки, остется только уточнить, какие именно.

Вот тут Вы ошибаетесь, в FPGA все остальное не проблема, кроме языка программирования. И демо курсами Вы не отделаетесь. Программ, которые прилагаются к киту достаточно. А обратить внимание нужно как раз на VHDL, Verilog. И книжки так и должны называться "Программирование на Verilog". ИМХО.

Допустим со всеми тонкостями работы цифровых устройств - счетчики, дешифраторы и т.д. знаком. Программы пишу на нескольких языках для разных процов.
Ну да, не знаю я Veriloga, это должно быть что-то вроде компилятора и отладчика.
А может быть есть редактор схем по типу как в PCAD?
В PCAD тоже есть текстовая форма записи схемы, но все пользуются графическим интерфейсом.
Насколько оправданно писать в текстовом виде для FPGA?
Бывают графические радакторы для FPGA?
Или я что-то не понимаю.

Есть, встроенный в среду проектирования (Xilinx ISE)

Применительно к FPGA - с точностью до наоборот.
Можно в FPGA рисовать схему (особенно поначалу), но если решили заняться FPGA всерьез и надолго - придется изучать языки VHDL/Verilog.

Да я не против.
Надо только как-то определиться, что нужно а, что можно потом поизучать.
В этих книгах пишут слишком уж много всего лишнего.
Ближе к практике что-то нужно - и на простых примерах.

Графический редактор, конечно, есть. Но вот в сравнении с PCAD'ом это несколько иное. В пикаде Вы рисуете в графике то, что хотите видеть на плате в прямом виде как есть. В случае ПЛИС ни графику, ни текст нельзя считать тем, что в итоге будет работать.
Многим на моменте освоения пакета графика кажется проще, особенно, если начинающий освоение происходит из схемотехников - ему вроде как это ближе. Но рано или поздно, понимаешь, что в графике становится всё сложнее и сложнее выразить свою мысль.
Например, если бы Вам вместо листинга на Си предложили нарисовать программу в графическом редакторе в виде алгоритма... Маленькая программа выглядела бы и реализовывалась неплохо, но по мере роста проекта такое описание становилось бы всё больше и больше похоже на лабиринт с сотнями связей. Я уже не говорю про обмен исходниками, в том числе при переносе с ПЛИС одного производителя на другого...
Текстовая запись для ПЛИС более чем оправдана. Откинем существование стандартных библиотечных элементов и поставим целью реализовать счётчик. Для графики это целая морока, да ещё и сильная зависимость от разрядности, а для того же Verilog'а - лишь несколько строчек с гибким подходом в плане добавки разных входов, условий и т.п. Вплоть до того, что Вы можете забыть о том, что это счётчик и работать просто с числом в регистре, который в зависимости от текущей стадии алгоритма будет - счётчиком прямым, реверсным, сдвиговым регистром, циклическим и т.п.

графика оправдана там где надо стыковать компоненты.

описание и подключение компонента может занять в 10 раз больше строк, чем его текст.

Печатные платы тоже бывают сложные.
И некоторые люди не могут освоить даже этой технологии.
Давайте не будем о грустном.




Да и тут модули должны быть.
Например, процессор работатет только с портами - а как же иначе?
Значит и тут будете стыковать.

Это так не должны называться книжки. На этих языках не программируют, а описывают функциональность (или, по другому, упрощенно, схему) устройства. То есть тут принцип другой совсем. Не программирование, а ввод схемы при помощи описания ее функций на языке. И самая частая ошибка начинающих - подход к верилогу со стороны программирования, а не со стороны схемотехники. Вы описываете всякие там триггеры, соединенные через логику и сумматоры, а не последовательность действий вычислительного устройства.

Решал такую же проблему: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=61791
Решил следующим образом -
плата для знакомства с обучалкой на русском: http://www.altera.ru/cgi-bin/go?73

Для себя выбрал VHDL. Книги посмотрел, но, наверное, пойду поучусь: http://www.altera.ru/cgi-bin/go?32

Для FPGA Xilinx использовал такой подход:
1. Рисовал с схемном редакторе Port->IBUF-> OBUF -> Port. Затем глядел FPGA Editor'ом: как именно это всё легло в конкретную ПЛИС, по каким линиям были переданы сигналы, а заодно и более детально знакомился с потрохами ПЛИС.
2. Всё тоже самое, но на базе логической функции, например AND2.
3. Всё тоже самое, только теперь с триггерами... А вот тут поинтереснее будет – окажется, что триггер может быть внутренний (Slice Flip Flop), входной (IOB IFF) али выходной (IOB OFF).
4. И т.д.

С CPLD не рекомендую разбираться, лучше начинать с FPGA (SRAM Based PLD) - у них больше вкусностей и более широкое применение. А семействах FPGA: MAX II и Spartan3AN имеется внутренняя загрузочная FlashROM. CPLD же имеют весьма убогую архитектуру и достаточно специфический генератор логических функций.

Настоятельно рекомендую после нескольких простых экспериментов по размещению схем в ПЛИС перейти со схемного ввода проекта на языковое описание - VHDL или Verilog - без разницы - это кому чего больше нравиться. Наверное Verilog будет получше... хотя сам работаю на VHDL.

Я бы добавил - MAX-II убогая, без блоков памяти, умножителей, PLL, прочих вкусных вещей. Sparten3AN - все бы неплохо, если бы не бутерброд кристалл на кристалле (память вторым кристаллом). Ломается (взламывается, расхачивается) на раз, плюс цена не очень правильная. Но забыто еще пара хороших семейств - LatticeXP и LatticeXP2 - неплохие ПЛИСки с флешом, лишенные вышеуказанных недостатков для тех, кто не обременен шефом/религией в выборе производителя.

Вы про Альтеру говорите. Так получилось, что нужно на Xilinx.
Обучаться на курсах вряд ли получится - проще найти книжку "правильную" и в течении месяца внимательно разобраться.



Себе приблизительно так и прдеставляю процесс освоения. От простого - к сложному.
Попадались рекомендации использовать разные программы Альтиум Дизайнер, Ментор Графикс и еще что-то.
Это нужно?


Мне уже говорили, что CPLD не пригодится - а для чего их применяют? В чем их особенность?






А получается, что если бы у меня были этот пакет программ, то мне демо-плата и не нужна для начала?
Загружать, вот то, про что пишите, в FPGA не нужно?
Если так, то сообщите, плиз, как все эти проги называются, в исходниках - чтобы я их мог поискать в сети.

Для начала вполне хватит только софта. Идёте на xilinx.com и качаете среду проектирования ISE WebPACK.
Создаете в нем проект (в виде схемы или описания на языке) и моделируете во встроенном в него же симуляторе, т.е подаете на вход схемы тестовые сигналы и разбираетесь почему на выходе получили не то, что хотели.
А дальше жизнь покажет куда двигаться.

Ладно, сейчас буду пробовать.

ЗЫ Зарегистрировался.
Обьемы файлов очень большие.
Буду думать теперь как скачать.
Лучше бы по частям где найти.

Потом на demosondemand.com смотрите что и как делать в ISE, + на plis.ru книги В.Зотова.
Ну и дальше - делаете проекты, как сказано выше.
Можете так же почитать статьи у меня на сайте и заказать диск..

Диск вместе со Starter Kit дадут.
А через интернет пока этот ISE скачаю - неделя пройдет.
Книжек у меня есть несколько, в том числе и Зотова (djvu).

Архитектура CPLD очень примитивна: основным неделимым фрагментом является Functioal Block, содержащий генератор логических функций и 16 макрояцеек (Macro Cell). Генератор логических функций сделан на 2 каскадах NotAND.

Собственно говоря в CPLD из логических элементов больше ничего и нет... Зато, CPLD имеют встроенную FlashRom, с которой и загружаются при подачи питания. Производители CPLD утверждают, что после установки бита секретности считать прошивку невозможно (т.е. это очень дорогое занятие, при котором помрёт несколько исследуемых CPLD). Для Xilinx Coolrunner 1 и 2 возможны варианты 32 макроячейки, 64, 128, 256 и 512.

Ну а что такое современные FPGA Вы увидите из UG331. Принципиальным отличием первых FPGA было построение генератора логической функции - в FPGA он называется LUT (LookUpTable - т.е. таблица истинности), обычно имеет 4 входа и 1 выход. Фактически LUT4 - это ОЗУ с организацией 16x1, содержимое которого загружается на стадии конфигурирования ПЛИС. У Xilinx LUT можно использовать как ROM, Distributed RAM или сдвиговый регистр, у Alter'ы такой возможности пока нет, и похоже не появится.

С развитием FPGA в них добавили ФАПЧи (PLL/DLL - развившиеся в блоки управления тактовой частотой, для Spartan-3x - DCM), блочное двухпортовое ОЗУ. Затем пришли встроенные умножители, процессорные ядра, блоки DSP. Сейчас и вовсе есть уже серьёзные куски: Ethernet MAC, анонсированы встроенные контроллеры динамической памяти и п.т. блоки.

Ну и главное, ёмкость FPGA сейчас исчисляется тысячами триггеров... подбирается к сотне тысяч триггеров, и это не считая Block RAM и прочих вкусностей.

Для замены небольшого количества рассыпухи одним корпусом. Типа "приклеить" несколько внешних устройств к шине процессора.

Мне придется сразу разбираться на тему как всунуть процессор, потому как в реале используется процесор с ядром 8052, и программа на Си. Т.е. мне бы очень было удобно перетащить туда все вместе с программи. Где берут эти ядра? Покупают? И как туда "засунуть" код для микропроцессора?




У меня именно такая ситуация, но говорят, что и процессор туда можно запихнуть. В идеале хотелось бы получить только один корпус FPGA - вместо процессора, контроллеров шаговых двигателей, интерфейсов датчиков, и еще кое чего.

Можно купить, можно попытаться прикрутить что-нибудь бесплатное с opencores

Запихнуть процессор в FPGA можно (и это бывает удобно), но разбираться со всем этим и отлаживать будет сложнее (да и по стоимости комплектации дороже), чем повесить к готовому контроллеру небольшую CPLD.

Или самостоятельно пишут, или воруют, или покупают, или скачивают официально-бесплатные. Вот как-то так.

Как правило, ее размсещают в блоке памяти внутри ФПГА, которая будет использоваться как ПЗУ программ. Но учтите, этой памяти там относительно мало. Ну можно внешнюю параллельную флешку.

Может и так. Но это уже варианты. Нужно же остановится на каком то варианте.
Есть вполне навороченный Starter Kit Spartan 3AN - там и Ethernet и USB и еще много чего есть.
Лично меня не особо сильно огорчает, что несколько месяцев придется напрягать мозги на освоение.
Преимущество вижу в другом - десяток разных корпусов приходится покупать у 4-5 фирм поставщиков.
Доставка сейчас подорожала - 600-800 рублей берут. Проекты тоже время-от времени - нет замкнутого цикла.
А если засунуть все в один девайс, то только по доставке будет экономия около сотни долларов. Ну и гемморой на тему - сегодня есть, завтра нет - привезут через 2 месца и т.д. Партии то компонентов небольшие у нас. Получается, что логистика выходит на первый план.



Судя по описанию - там ее мегабайты.

мегабиты

Бывают и такие. Только учтите: те кристаллы, у которых мегабайты, стоят килобаксы.

Ага, и цена ее - килобаксы Там распределенной памяти порядочно, но она за счет возможности реализации логики. Тут же речь идет о блочной памяти.

Хорошо.
Сколько блочной памяти в Spartane 3AN - которую можно использовать для программ микропроцессора?

А в даташит заглянуть не пробовали? От 54 килобит в самой мелкой ПЛИС, до 576 килобит в самой толстой. После чего из этого вычесть объем всего другого ОЗУ, которое нужно будет в проекте.

Еще не скачал даташит - пользуюсь пока рекламой на сайтах.
В моем случае, при использовании UART интерфейса будет около 8 кбайт (64 кбит).
Должно хватить.

Скопировал сегодня файл Xilinx_11.1_WebPack_SFD.
Все пока в норме.

А софт? Синтез старых верилоговских проектов для Xilinx у меня не прошел - описанную на верилоге(без примитивов производителя) память Synplify стал синтезировть, как распределенную, а не блочную...

Подскажите, а если я куплю Starter Kit Spartan 3AN - то там в комплекте есть пзагрузчик-шнурок для собственных проектов?
Читал-читал, непонятно.
Понятно, что в ПЛИС которая на той плате стоит будет загружаться. А если на свою плату - есть возможность код загружать с помощью этого набора?
Или еще придется покупать другой девайс?

Загрузочный кабель USB для ПЛИС Xilinx стоит $225.00
см. http://www.xilinx.com/products/devkits/HW-USB-II-G.htm
поэтому в дешёвые киты он не входит.
Таким образом, без особых ухищрений (типа перерезания дорожек на плате для включения в JTAG цепочку других девайсов)
будет программироваться только ПЛИС стоящая на плате.

На плвте Spartan-3AN Starter Kit есть встроенный Xilinx Embeded Platform USB Firmware Loader (если внимательно приглядеться, то это - ни что иное, как Platform Cable USB только размазанное по Spartan-3A/3AN Starter Kit). Через этот встроенный шнурок (Cypres + XC2R256) можно программировать в режиме JTAG и Spartan-3A(N), и Platform Flash.

А вот как бы этот встроенный шнурок приладить к программированию внешнишь устройств - не думал, т.к.:
1. У меня уже есть Platform Cable USB (в котором в качестве буфера используется XC2С256-6VQ100).
2. На плату встроена копия Platform Cable USB, а Xilinx уже снял эту версию шнурка с производства и сейчас выпускает Platform Cable USB II (в котором в качестве буфера (и еще знать бы чего ? но чего-то точно) используется XC3S200A-4FT256).
3. Platform Cable USB II стоит по моим меркам приемлемо (обычно эту сумму можно изыскать без особого ущерба даже на средней шабашке, работая на дому,.. ну а для самой мелкой фирмы такая сума просто несерьёзна, чтобы из-за неё жаться), и как только угроблю свои Platform Cable USB, или выясню, что в них чего-то существенно не хватает, то куплю себе Platform Cable USB II.

Понемногу проясняется ситуация.
Есть еще "шнурки" для LPT порта - стоят недорого, наверное есть причины.
Медленно данные грузят?
Не поддерживают режим отладки JTAG?
Что еще?
Цена у них 20$, что теряем, если их купить, против 225$ за Platform Cable USB II?
Или есть ли смысл деньги тратить покупая USB II - против просто USB за 100$ (не фирменные)?

http://electronix.ru/forum/index.php?showt...=61376&st=0

Недостатки LPT шнурка:
1. Вообще-то их несколько разновидностей и какой именно Вы имеете ввиду - неясно (компания Xilinx давно отозвала Parallel Download Cable III и IV с производства - поэтому что именно Вам предлагается - это большой вопрос).
2. Parallel Download Cable III хоть и делался очень просто, но он был рассчитан только на 5В JTAG/Serial Slave режимы (есть неофициальные вариации по замене буферов 74HC на что-то другое, но это неофициальная модификация).
3. Parallel Download Cable не поддерживает режим работы SPI.
4. Parallel Download Cable значительно тормознее USB.
5. LPT порт отмирает на современных машинах.
6. Так может случиться, что в скором времени новый soft перестанет поддерживать анахронизмы (в т.ч. и Parallel Download Cable).


Platform Cable USB I и II могут работать в 3 режимах: JTAG, Serial Slave и SPI, правда есть маленькие отличия - в Platform Cable USB I SPI появился уже после разработки этого кабеля... и в первой версии шнурка в режиме SPI одна из ног имеет меньшую функциональность, чем во второй версии.
По поводу нефирменных шнурков - ничего не знаю, но я бы не рисковал - спокойствие, оно дороже 125$. Кто его знает, какие ноги у этих нефирменных шнурков имеют неполную (и на сколько ?) функциональность.

Да, конечно - такие мысли посещают.
А вот интересная ссылка: http://www.xess.com/
Там переходник LPT-USB есть.
Такая штука совместимая будет с "нормальным" USB (в том смысле, что через LPT не теряются ли возможности)?

PS Есть такая штука - недорогая, всего около 2200 рублей. "DL-JTAG-USB – интерфейсный кабель для программирования модулей фирмы Digilent на базе ПЛИС XILINX".
Будет она работать с Xilinx_11.1_WebPack?

Соврал, пробовал ispLever7.0, а там Precision, а не Synplify.
ispLever 7.1/7.2 не пробовал.

Нашел схемку этого шнурка:
http://www.xilinx.com/itp/xilinx4/data/doc.../appendixb.html
Для чего на выходе два разьема - JTAG Header и FPGA Header?
Для загрузки в один, а для отладки во второй?

А софт - ISPLever + Synplify Pro. Насчет описания памяти конструкциями языка - так ничего удивительного. Описывать память конструкциями можно только, если описание полностью соответствует требованиями вендора к такому описанию. Тут я не советчик, я после того, как наобжигался, никогда память не описываю конструкциями языка, а только отдельным модулем памяти, как правило сгенерированным соответствующим memory compiler-ом. Так что что там хочет лэтис по этой части - увы. Я пас. Я только сгенерированные лэтисом модули юзаю.

Касаемо Precision - его результаты синтеза и без памятей в подметки синплифаю не годятся. Прецижн делает слишком оптимистичные оценки пост-PAR времянок, после чего ни один констрейн в ISPLever не сходится, особенно если они очень жестки.

Еще хард важен А это HW-USBN-2A , купленный без малейших проблем (в авнете цена что-то в районе 150 уе)

JTAG Header - используется для работы по JTAG интерфейсу (днунаправленный обмен данными с цепочкой устройств, и совсем не обязательно ПЛИС).
FPGA Header - используется только для конфигурирования FPGA в режиме Serial Slave. Давно были такие Spartan (первый), и чтобы с ним связаться в режиме JTAG надо было изрядно помучаться... тогда Serial Slave очень хорошо помогал, сейчас JTAG является более функциональным.

В Platform Cable USB II Data Sheet есть картинка 11: Flying Wire Adaptor (Top) with Wires, на который Вы увидите, что назначение одних и тех же провод изменяется в зависимости от используемого режима работы шнурка.

Кстати, рекомендую внимательно проглядеть этот документ: в нем Вы сможете детально ознакомиться о возможных вариантах использования различных режимов работы шнурка; и возможно после этого, у Вас поубавиться желания купить что-то другое.

Тут возможны варианты конечно, но цена для LPT около 500-600 рублей, USB -2200 руб. а этот USB II стоит около 15000 рублей. Пока не могу понять трицатикратного преимущества. Может это имеет смысл для непрерывного создания продукта, а для разовой "затеи" - стоит ли палить деньги, целый ноутбук можно купить (на процессоре Атом).

DOS622
Фирменный Parallel Cable IV от Xilinx стоит не 500-600 рублей, а 125 баксов
http://www.xilinx.com/products/devkits/HW-PC4.htm,
а то что вам предлагают за эти деньги скорее всего реализация найденной вами схемы Parallel Cable III.

Parallel Cable III поддерживает напряжение питания только 5В,
и конфигурирование с помощью него современных FPGA типа Spartan3 (3A,3AN)
и Virtex4(5) невозможно.

Можно нарваться на дешёвые USB программаторы сторонних производителей например Digilent, но они не будут поддерживаться ISE.

Поэтому если не хотите проблем с программированием новых FPGA и совместимости с софтом рекомендую приобрести
либо более дешёвый и более медленный Xilinx Parallel Cable IV либо Xilinx Platform Cable USB I (II).

P.S. не обязательно покупать кабель в Терраэлектронике или других розничных магазинах, можно заказать его со склада в США у "возильшиков" типа abnuniversal.ru. Тогда получите цену более приближённую к цене производителя.

достаточно стартер-кита.