Altera MAX10: nowa generacja FPGA i jej nowe możliwości

Podobne dokumenty
MAXimator. Zestaw startowy z układem FPGA z rodziny MAX10 (Altera) Partnerzy technologiczni projektu:

STM32 Butterfly. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F107

STM32Butterfly2. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F107

LITEcompLPC1114. Zestaw ewaluacyjny z mikrokontrolerem LPC1114 (Cortex-M0) Sponsorzy:

ZL10PLD. Moduł dippld z układem XC3S200

KAmodRPiADCDAC. Moduł przetwornika A/C i C/A dla komputerów RaspberryPi i RaspberryPi+

WPROWADZENIE Mikrosterownik mikrokontrolery

ADuCino 360. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów ADuCM360/361

To nie huragan, to Cyclone II!

ZL25ARM. Płyta bazowa dla modułów diparm z mikrokontrolerami STR912. [rdzeń ARM966E-S]

NXP ma nowe ARM-y. BlueStreak: co i jak

Wstęp Architektura... 13

Siła (w) pamięci Obsługa zewnętrznych pamięci SDRAM w układach Cyclone IV firmy Altera

Opis przedmiotu zamówienia CZĘŚĆ 1

KA-NUCLEO-Weather. ver. 1.0

Opis przedmiotu zamówienia

Systemy na Chipie. Robert Czerwiński

Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem LPC1114 i wbudowanym programatorem ISP

Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia. Część 1 - Laboratoryjny zestaw prototypowy

KA-Nucleo-Weather. Rev Źródło:

LABORATORIUM - ELEKTRONIKA Układy mikroprocesorowe cz.2

ARMputer, część 1 AVT 922

ZL9AVR. Płyta bazowa dla modułów ZL7AVR (ATmega128) i ZL1ETH (RTL8019)

ZL19PRG. Programator USB dla układów PLD firmy Altera

ZL29ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F107

Popularne pamięci FLASH firmy GigaDevice

ZL6PLD zestaw uruchomieniowy dla układów FPGA z rodziny Spartan 3 firmy Xilinx

ZL2ARM easyarm zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów LPC2104/5/6 (rdzeń ARM7TDMI-S)

Wykład Mikrokontrolery i mikrosystemy Cele wykładu:

SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701. SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701.

Szczegółowy Opis Przedmiotu Zamówienia: Zestaw do badania cyfrowych układów logicznych

STM32L0: Cortex-M0+ w rodzinie STM32

ZL11PRG v.2. Uniwersalny programator ISP. Odpowiednik: Byte Blaster II DLC5 Programmer AT89ISP STK-200 Lattice ISP ARM Wiggler

Parametryzacja przetworników analogowocyfrowych

System on Chip na miarę S P R Z Ę T

ZL2ARM easyarm zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów LPC2104/5/6 (rdzeń ARM7TDMI-S)

KATEDRA SYSTEMÓW MULTIMEDIALNYCH SEMINARIUM MULTIMEDIALNE SYSTEMY MEDYCZNE

RODZAJE PAMIĘCI RAM. Cz. 1

KA-NUCLEO-UniExp. Wielofunkcyjny ekspander dla NUCLEO i Arduino z Bluetooth, MEMS 3DoF, LED-RGB i czujnikiem temperatury

FREEboard. Zestaw startowy z mikrokontrolerem z rodziny Freescale KINETIS L (Cortex-M0+) i sensorami MEMS 7 DoF

Szeroki zakres napięcia zasilania

Wykład Mikroprocesory i kontrolery

LITEcomp. Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem ST7FLITE19

Tab. 1. Zestawienie najważniejszych parametrów wybranych mikrokontrolerów z rodziny LPC2100, które można zastosować w zestawie ZL3ARM.

FPGA z szybkimi interfejsami komunikacyjnymi

Vinculum scalony host USB

PROJEKT I OPTYMALIZACJA STRUKTURY LOGICZNEJ DYDAKTYCZNEGO SYSTEMU MIKROPROCESOROWEGO DLA LABORATORIUM PROJEKTOWANIA ZINTEGROWANEGO

Zaliczenie Termin zaliczenia: Sala IE 415 Termin poprawkowy: > (informacja na stronie:

Szkolenia specjalistyczne

Wykorzystanie standardu JTAG do programowania i debugowania układów logicznych

Lp. Nazwa Parametry techniczne

Architektura komputerów

Systemy uruchomieniowe

Wykład 2. Przegląd mikrokontrolerów 8-bit: -AVR -PIC

Sprawdzian test egzaminacyjny GRUPA I

ZL9ARM płytka bazowa dla modułów diparm z mikrokontrolerami LPC213x/214x

WYKŁAD 5. Zestaw DSP60EX. Zestaw DSP60EX

Systemy wbudowane. Paweł Pełczyński

KAmduino UNO. Rev Źródło:

KAmduino UNO. Płytka rozwojowa z mikrokontrolerem ATmega328P, kompatybilna z Arduino UNO

ZL6ARM Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów LPC213x. Tab. 1. Zestawienie najważniejszych parametrów wybranych mikrokontrolerów z rodziny LPC213x

ZL5ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów LPC2119/2129 (rdzeń ARM7TMDI-S) Kompatybilność z zestawem MCB2100 firmy Keil

Technika Mikroprocesorowa

MIKROKONTROLERY I MIKROPROCESORY

System mikroprocesorowy i peryferia. Dariusz Chaberski

Wyjścia analogowe w sterownikach, regulatorach

Język C. Wykład 9: Mikrokontrolery cz.2. Łukasz Gaweł Chemia C pokój 307

PRZETWORNIK ADC w mikrokontrolerach Atmega16-32

1. Wprowadzenie Programowanie mikrokontrolerów Sprzęt i oprogramowanie... 33

ZL27ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów STM32F103

ZL4PIC. Uniwersalny zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów PIC

Wykład 6. Mikrokontrolery z rdzeniem ARM

Research & Development Ultrasonic Technology / Fingerprint recognition

Programowalne Układy Cyfrowe Laboratorium

Spis treści. Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki

Kurs Elektroniki. Część 5 - Mikrokontrolery. 1/26

Temat: Pamięci. Programowalne struktury logiczne.

Pamięci. Pamięci DDR DIMM SDR SDRAM

Układy zegarowe w systemie mikroprocesorowym

Układy FPGA w przykładach, część 1

ZL8AVR. Płyta bazowa dla modułów dipavr

Sprawdzian test egzaminacyjny 2 GRUPA I

Kurs programowania mikrokontrolerów ARM z rodziny Cortex-M3

ZL28ARM. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AT91SAM7XC

ELEMENTY SYSTEMU KONTROLI DOSTĘPU

ISBN Copyright by Wydawnictwo BTC Legionowo 2008

PSM niebanalne Flashe

Architektura systemu komputerowego

Przykładowa aplikacja LOGO! 8 Cyfrowy termometr z sygnalizacją przekroczenia progów

MCAR Robot mobilny z procesorem AVR Atmega32

1.2. Architektura rdzenia ARM Cortex-M3...16

Jednostki podstawowe Parametry LOGO! 24 LOGO! 230RC LOGO! 24RC LOGO! 12/24 RC

Wykład 4. Przegląd mikrokontrolerów 16-bit: - PIC24 - dspic - MSP430

Magistrala. Magistrala (ang. Bus) służy do przekazywania danych, adresów czy instrukcji sterujących w różne miejsca systemu komputerowego.

Mikroprocesory i Mikrosterowniki

Architektura komputerów

XXXII Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. XXXII Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej

LEKCJA. TEMAT: Pamięć operacyjna.

Transkrypt:

Altera MAX10: nowa generacja FPGA i jej nowe możliwości Altera od początku swojego istnienia jest liderem na rynku układów programowalnych. W ostatnich latach oferta firmy ewoluowała w stronę zaawansowanych układów FPGA, czasami zbyt rozbudowanych dla popularnych aplikacji. Najnowsza w ofercie Altery rodzina układów MAX10 jest ukłonem w kierunku fanów układów PLD potrzebujących nowoczesnej, rekonfigurowalnej platformy sprzętowej o zaawansowanych możliwościach i rozsądnej cenie. Na płycie DVD-EP6/2015 (otrzymują ją wszyscy prenumeratorzy EP) publikujemy najnowszą (15.0) wersję środowiska projektowego Quartus II firmy Altera oraz pakiet bibliotek m.in. dla układów MAX10. Publikowana wersja WebPack Edition jest bezpłatna, a jej niewielkie ograniczenia funkcjonalne nie tworzą przeszkód implementacyjnych dla większości projektów. Układy z rodziny MAX10 pomimo prefiksu sugerującego przynależność do grupy układów CPLD są nowoczesnymi układami FPGA. Ich architektura bazuje na układach Cyclone IV. Schemat blokowy ją ilustrujący przedstawiono na rysunku 1. O ile budowa układów MAX10 nie wywołuje przyspieszonego bicia serca u konstruktora, to bez wątpienia wywołują je zastosowane w tych układach nowości, na których przede wszystkim skupimy się w artykule. Po pierwsze, układy MAX10, to pierwsza w ofercie Altery rodzina układów programowalnych FPGA pozbawionych najpoważniejszej z punktu widzenia masowych użytkowników wady tego typu układów: nie wymagają one zewnętrznej pamięci konfigurującej Flash! Stało się tak dzięki zintegrowaniu pamięci nieulotnej Flash-NOR ze strukturą rekonfigurowalną. 96 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2015

Altera MAX10: nowa generacja FPGA i jej nowe możliwości Rysunek 1. Schemat blokowy ilustrujący architekturę układów MAX10 Pamięć ta jest podzielona na dwa podstawowe obszary, widoczne na rys. 1: Pamięć konfigurującą CFM, w której jest przechowywany obraz konfiguracji FPGA. Większość dostępnych typów układów z serii MAX10 (poza najmniejszymi patrz tabela 1) wyposażono w dwa banki wewnętrznej pamięci konfiguracyjnej, dzięki czemu można dokonywać błyskawicznej rekonfiguracji sprzętu, bez konieczności zatrzymywania pracy całego systemu. Pamięć Flash dla aplikacji użytkownika (UFM User Flash Memory), dostępna w układzie za pośrednictwem magistrali Avalon Memory-Mapped, o maksymalnej pojemności dochodzącej do niemal 6 Mb. Pamięć ta może być używana jako równoległa z taktowaniem do 116 MHz i maksymalnej szerokości słowa 32 bity lub jako szeregowa, z maksymalną częstotliwością taktowania wynoszącą ok. 7,25 MHz. Obydwie pamięci są podzielone na sektory, które można programować niezależnie od siebie, co zwiększa trwałość pamięci nieulotnej, która i tak jest duża producent deklaruje minimalna liczbę cykli kasowanie- -zapis wynoszącą 10000 w pełnym zakresie temperatur oraz trwałość zapisanych danych nie krótszą niż 20 lat przy temperaturze otoczenia nie wyższej niż +85 o C. Tabela 1. Zestawienie najważniejszych cech poszczególnych typów układów MAX10 Zasoby 10M02 Typ układu 10M04 10M08 10M16 10M25 10M40 10M50 Liczba elementów logicznych (LE) [x1k] 2 4 8 16 25 40 50 Pojemność pamięci RAM użytkownika M9K [kb] 108 189 378 549 675 1260 1638 Pojemność pamięci Flash UFM [kb] 96 1248 1376 2368 3200 5888 5888 Liczba multiplikatorów 18 18 16 20 24 45 55 125 144 Liczba PLL 2 2 2 4 4 4 4 Maksymalna liczba GPIO 160 246 250 320 360 500 500 LVDS Dedicated Transmitter 9 15 15 22 24 30 30 Emulated Transmitter 73 114 116 151 171 241 241 Dedicated Receiver 73 114 116 151 171 241 241 Liczba pamięci konfiguracji Flash 1 2 2 2 2 2 2 Liczba przetworników ADC - 1 1 1 2 2 2 Kontroler EMIF SRAM SRAM SRAM -SDRAM, DDR2-SDRAM, LPDDR2 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2015 97

Rysunek 2. Schemat blokowy przetwornika A/C Rysunek 3. Schemat blokowy jednej z możliwych konfiguracji interfejsu EMIF Kolejną rzadko spotykaną w układach PLD atrakcją są wbudowane w układy MAX10 przetworniki A/C o rozdzielczości 12 bitów (rysunek 2). W zależności od wersji układu i zastosowanej obudowy, są one wyposażone w jeden lub dwa przetworniki ADC (SAR), o łącznej liczbie kanałów wejściowych wynoszącej maksymalnie 18. Układy są wyposażone w jedno lub dwa dedykowane wejścia analogowe, pozostałe linie wejściowe mogą być wykorzystywane z puli uniwersalnych I/O. Maksymalna częstotliwość próbkowania sygnału analogowego przez A/C wynosi 1 MHz, sygnał taktujący jest generowany przez zdefiniowane przez producenta generatory PLL. Interesującym zabiegiem producenta, praktycznie niespotykanym w rozwiązaniach konkurencyjnych, jest wyposażenie kanałów wejściowych w programowany dzielnik napięcia, który umożliwia pomiar napięć o wartości dwukrotnie większej, niż napięcie zasilania A/C. Ponadto, przetwornik wyposażono w półprzewodnikowy (diodowy) czujnik temperatury, który jest dołączony do jednego z wejść NIOS II bezpłatny 32-bitowy mikroprocesor w MAX10 Mamy dobrą wiadomość dla fanów klasycznych systemów mikroprocesorowych: zasoby układów MAX10 są wystarczające do wygodnego zaimplementowania kompletnego IP core a rdzenia mikroprocesora NIOS II firmy Altera. Jest on dostarczany bezpłatnie wraz ze środowiskiem projektowym Quartus II. 98 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2015

Fotografia 4. Wygląd zestawu Mpressions Odyssey MAX 10 Evaluation Kit Fotografia 5. Wygląd zestawu Altera MAX 10 Evaluation Kit REKLAMA Rysunek 6. Schemat blokowy zestawu Altera MAX 10 Evaluation Kit ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2015 99

przetwornika A/C. Podczas pomiaru temperatury przetwornik domyślnie jest taktowany sygnałem zegarowym o częstotliwości 50 khz. W układach MAX10 interfejs do pamięci zewnętrznej jest realizowany jako soft IP. Zaznaczone zdanie sugeruje, że jest tam blok hard IP. Ze względu na dużą częstotliwość taktowania interfejsu pamięci zewnętrznej (do 303 MHz w przypadku pamięci DDR3/ DDR3L), producent przewidział możliwość dynamicznej modyfikacji fazy sygnału taktującego, która jest modyfikowana w zależności od napięcia zasilającego i temperatury w taki sposób, aby zminimalizować straty czasu podczas cykli zapisu/odczytu danych. Oczywiście, nie są to wszystkie cechy i zalety nowych układów firmy Altera, zgodnie z początkową zapowiedzią skupiliśmy się teraz na najważniejszych, zastosowanych w nich nowościach. Nieco więcej informacji na temat praktycznych możliwości układów MAX10 przedstawimy w kolejnych numerach EP, na koniec jeszcze kilka słów na temat zestawów startowych i ewaluacyjnych wyposażonych w nowe układy Altery. Jednym z najtańszych na rynku (ok. 45 EUR netto) jest zestaw Mpressions Odyssey MAX 10 Evaluation Kit (fotografia 4) wyposażono w układ 10M08SAU169C8GES oraz ekspander z interfejsem radiowym BLE (Bluetooth 4.0), akcelerometrem, czujnikami temperatury i wilgotności oraz sensorem oksymetrycznym umożliwiającym pomiar tętna. Kolejnym w rankingu cenowym (ok. 50 EUR netto) zestawem z układem z rodziny Uniwersalne GPIO Linie I/O w układach MAX10 są przystosowane do współpracy z układami cyfrowymi wyposażonymi w styki fizyczne pracujące w jednym z ponad 30 standardów czasowo-napięciowych, obsługiwanych przez układy MAX10 (m.in. HSTL, SSTL, HSUL, LVDS, PPDS, LVPECL, TMDS itd.). Układy MAX10 wyposażono w aktywowane przez użytkownika rezystory terminacyjne (blok OCT On-Chip Termination), które można wykorzystywać w szybkich interfejsach komunikacyjnych. MAX10 jest Altera MAX 10 Evaluation Kit (fotografia 5). Zastosowano w nim układ w obudowie LQFP144 (10M08SAE144C8GES) w dość skromnym otoczeniu, co jest częściowo rekompensowane przez złącze zgodne z Arduino Rev. 3, dzięki któremu do współpracy z układem MAX10 można użyć dowolnych ekspanderów (shieldów) Arduino, przy czym muszą być one przystosowane do zasilania napięciem 3,3 V. Schemat blokowy tego zestawu pokazano na rysunku 6. Najlepiej wyposażony zestaw z układem MAX10 jest Altera MAX 10 FPGA Development Kit (fotografia 7). Wyposażono go w największy układ z rodziny 10M50DAF484C6GES a także szereg peryferii tworzących z zestawu kompletny komputer z interfejsami komunikacyjnymi Ethernet i USB, niezłym wyposażeniem pokładowym oraz możliwością łatwej rozbudowy dzięki zastosowaniu złącz HSMC i Pmod. Cena tego zestawu nie jest niestety niska ok. 200 EUR netto ale nie odbiega od porównywalnych platform ewaluacyjnych dla innych współczesnych układów cyfrowych. Na tym kończymy ekspresowe wprowadzenie do nowej rodziny układów FPGA firmy Altera, za miesiąc przybliżymy cechy i możliwości zestawu Altera MAX 10 Evaluation Kit, który po analizie ceny, cech i wyposażenia jest optymalną platformą sprzętową zarówno do celów ewaluacyjnych jak i realizacji kompleksowych projektów, także bazujących na miękkich wersjach 32-bitowych mikroprocesorów. Piotr Zbysiński, EP Fotografia 7. Wygląd zestawu Altera MAX 10 FPGA Development Kit 100 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 6/2015