Sistemi i Zhvillimit të Ghetto Logic Logic (CPLD): 13 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:31

Gjatë muajve të fundit unë kam qenë duke shijuar Sistemin e Zhvillimit Ghetto për përpunuesit AVR. Në fakt, ky mjet gati zero dollarësh është provuar aq tërheqës dhe i dobishëm sa më bëri të pyes veten nëse ishte e mundur të shtrihej koncepti edhe në zhvillimin e FPGA/CPLD. (FPGA: Array Field Programmable Gate Array. CPLD: Complex Programmable Logic Device.) Kështu që unë bëra një gërmim të vogël në ueb dhe kam dalë me një sistem zhvillimi për Atmel CPLD. Krahasimi me pajisjet Altera tregon se pinout -i i tyre është i njëjtë (brenda kufizimeve që detajoj më poshtë), kështu që ato do të funksionojnë gjithashtu. Duke ndërtuar bordin e zhvillimit dhe kabllon e ndërfaqes që do të paraqes, pastaj duke shkarkuar mjetet, ju mund të zhvilloni aplikacionet tuaja CPLD. Ju lutemi vini re kufizimet dhe kufizimet e mëposhtme. Unë jam përpjekur të balancoj aftësinë dhe thjeshtësinë, në mënyrë që të krijoni diçka nga e cila do të kënaqeni dhe do të mësoni vetëm nga pajisjet 5V. Zgjatja e sistemit për të mbuluar tensione shtesë (3.3V, 2.5V, 1.8V mbështeten nga pajisjet Atmel në të njëjtën familje) nuk është e vështirë, por komplikon si bordin e zhvillimit ashtu edhe kabllon e programimit. Le ta anashkalojmë tani për tani. Vini re se ju duhet të siguroni një furnizim 5V në tabelë. Vetëm PLCC me 44 pin. Në mënyrë të veçantë, unë kam programuar Atmel ATF1504AS. Koncepti Ghetto CPLD mund të shtrihet lehtësisht në pajisjet e tjera Atmel, por kjo pajisje dukej si një kompromis i mirë midis çmimit, lehtësisë së përdorimit dhe aftësisë. Koncepti gjithashtu duhet të shtrihet në pajisje të tjera të tilla si ato nga Altera, Xilinx, Actel, etj. Në fakt, familja Max7000 EPM7032 dhe EPM7064 do të punojnë në të njëjtën prizë për sa kohë që përdorni versionet PLCC 44 pin. Deri më tani kam përdorur vetëm kabllon e programimit Atmel, por Altera Byte-Blaster mbështetet nga programi Atmel dhe gjithashtu duhet të funksionojë mirë. Actuallyshtë në fakt një dizajn pak më i thjeshtë se kablloja Atmel. (Unë ndërtova versionin Atmel dhe funksionon, kështu që nuk e kam provuar versionin Altera.) SparkFun ofron një version prej 15 dollarësh të kabllit Altera. Meqenëse kjo do të funksionojë si për Atmel ashtu edhe për Altera, e rekomandoj. Nëse do të zhvilloheni me pjesët Altera, do të dëshironi të merrni gjithashtu softuerin Altera. Unë në fakt nuk e kam provuar këtë, por nuk ka asnjë arsye që të mendoj se nuk do të funksiononte. Shpejtësia është e kufizuar. Meqenëse Sistemi i Zhvillimit Ghetto CPLD është ndërtuar me tela dore dhe pa aeroplan tokësor, mos prisni funksionim të besueshëm me shpejtësi mbi disa megahertz. Edhe kjo nuk është e garantuar që largësia juaj të ndryshojë! Sigurisht, nëse ndërtoni një pajisje prototip që ka një plan tokësor, atëherë CPLD juaj mund të funksionojë mirë me shpejtësi më të larta. Vetëm mos prisni që ajo të montohet shpejt në Sistemin e Zhvillimit të Ghetos.

Hapi 1: Shko te pjesët e porosisë

Ju do të keni nevojë për një prizë plcc 44 pin, disa kapele shkëputjeje, disa CPLD të paprogramuara, priza për lidhjet e bukës, një rezistencë tërheqëse dhe ndoshta disa pllaka perf për ta ndërtuar atë. Nëse keni ndonjë nga këto në kutinë tuaj junk ju mund të kurseni disa dollarë. Për lehtësinë tuaj, këtu janë Digikey Part Numbers: CONN PLCC SOCKET 44POS TIN PN: 1-822473-4-ND SOCKET IC OPEN FRAME 14POS.3 "PN: 3M5462-ND Sasia: 2SOCKET IC OPEN FRAME 18POS.3 "PN: 3M5464-ND Sasia: 2CAP ELECT 10UF 50V SU BI-POLAR PN: P1280-ND Sasia: 1, C1CAP CER.10UF 50V 20% DISC RAD PN: 478 -4275-1-ND Sasia: 4, C2-C5RES METAL FILM 5.10K OHM 1/4W 1% PN: P5.10KCACT-ND PC BOARD FR4 1-SIDE PPH 4.0X4.0 PN: V2010-ND IC CPLD 64 MACROCELL 10NS 44PLCC PN: ATF1504AS-10JC44-ND Disa pjesë mund të kenë sasi minimale, por prapëseprapë duhet të jenë mjaft të lira. Nëse dëshironi të ndërtoni disa drita blinken (Hapi 8) ose të bëni një grup çelsash (hapi 9) mund të dëshironi të porositni edhe keto. Mbani në mend se Digikey ka një minimum prej $ 25 për të shmangur një tarifë trajtimi, kështu që ju mund të dëshironi të merrni disa CPLD të paprogramuara shtesë ose një procesor AVR ose dy vetëm për argëtim. Unë ju rekomandoj të blini kabllon e programimit Altera nga SparkFun. Këtu janë numrat e pjesëve. Merrni gjithashtu kabllon dhe lidhësin. (Përndryshe, porositni pjesë për kabllon nga Digikey nëse po ndërtoni tuajën.) Programuesi i pajtueshëm i Altera FPGA PN: PGM-087052x5 Pin IDC Ribbon Cable PN: PRT-085352x5 Pin Head Shrouded Header PN: PRT-08506

Hapi 2: Merrni dhe instaloni softuer

Unë jam duke përdorur zinxhirin e mjeteve Atmel Prochip Designer 5.0. Ky mjet kërkon që ju të regjistroheni në Atmel dhe të plotësoni formularin e tyre zyrtar të kërkesës. Unë u thashë se isha një inxhinier i projektimit, aktualisht i papunë dhe qëllimi im kryesor ishte të mësoja pajisjet e tyre dhe VHDL (të gjitha të vërteta, BTW). Ata miratuan kërkesën për licencë. Kapja e vetme është se licenca është e mirë për vetëm 6 muaj. Shpresoj të gjej një zinxhir mjetesh të domenit publik deri në skadimin e tij. Altera gjithashtu ka një zinxhir mjetesh që mund të shikoj. Çdo sugjerim do të vlerësohet. Shihni komentet dhe lidhjet në hapin e fundit. Atmel Prochip Designer 5.0 është këtu. Nëse e merrni, sigurohuni që të merrni Service Pack 1 edhe për të.

Hapi 3: Bëni kabllo programimi

Qasja më e lehtë këtu është të blini Altera Byte-Blaster njësoj si nga Sparkfun (shih Hapin 1). Nëse 15 dollarë janë më shumë sesa ju intereson të shpenzoni, atëherë mund të përdorni skematikën e kabllit SparkFun Altera ose të përdorni skematikën e kabllos Atmel dhe të krijoni një gërvishtje. (Nëse ka shumë interes për ndërtimin e kabllit me gërvishtje, mund të ofroj disa sugjerime, por kompleti Sparkfun më duket si përgjigja e duhur për mua.)

Hapi 4: Bëni djepin e programuesit

Hidhini një sy programuesit Atmel. Kjo është shumë fleksibël dhe është një opsion i shkëlqyeshëm nëse keni para dhe planifikoni të bëni shumë zhvillim CPLD. Altera ofron diçka të ngjashme, besoj. Por unë shkova me një qasje më të lirë - kjo është ajo për të cilën bëhet fjalë! Fotografitë tregojnë pamjet e përparme dhe të pasme të djepit që kam ndërtuar. Vini re prizat DIP të përdorura si lidhës të bukës. Të gjitha kunjat në njërën anë të secilit lidhës janë të lidhur me tokën; kunjat në anën tjetër lidhen me kunjat e sinjalit në CPLD. Kam përfshirë edhe disa lidhje të energjisë; vendosini ato aty ku përshtaten. Diagramet janë një lloj skematike pikturale; vetëm lidhjet shtesë të energjisë nuk shfaqen. Shikoni fotot për ide mbi këto.

Hapi 5: Ndërtimi i djepit - Pjesa 1

Filloni të ndërtoni djepin duke futur prizat në vendet ku i dëshironi. Lejoni një ose dy rreshta të zbrazët kështu që do të ketë vend për kapelet e shkëputjes. Kjo gjithashtu e bën më të lehtë lidhjen me kunjat e sinjalit CPLD. Ngrini prizat me pak saldim ose epoksi në varësi të llojit të bordit të perfit që përdorni. Lejo pak hapësirë shtesë në krye (mbi kunjin 1 të prizës CPLD) për lidhësin JTAG dhe lidhësin e energjisë. Referojuni fotografive të atij që kam ndërtuar. Drejtoni një tel të zhveshur (20 matës ose më shumë) rreth pjesës së jashtme të prizave për një autobus tokësor. Drejtoni edhe autobusin e energjisë. (Teli i kuq në fotografi.) Referojuni fotografive për disa udhëzime, por tabela juaj ndoshta do të jetë pak më ndryshe - dhe kjo është mirë. Ngjitni kunjat e jashtme të prizave në autobusin tokësor. Kjo do të ndihmojë në ankorimin e telit të autobusit.

Hapi 6: Ndërtimi i djepit - Pjesa 2

Instaloni kapakët e shkëputjes dhe lidhini ato me tokëzimin dhe kunjat e energjisë në secilën anë të prizës CPLD. Unë sugjeroj të kaloni telat lart dhe mbi rreshtat e jashtëm të kunjave për të arritur në rreshtat e brendshëm. Referojuni diagrameve të numrave të kunjave për të marrë kunjat e sakta - dalja nga priza CPLD nuk është aspak e dukshme. Lini hapësirë të mjaftueshme për të lejuar lidhjen me çdo kunj mbi të cilin kaloni telat. Pasi të keni përfunduar lidhjet e kapakut, lidhni autobusin e energjisë dhe tokëzimit. Të gjitha kunjat e kuq në diagrame janë Vcc dhe duhet të lidhen. Kunjat e zeza janë të bluara dhe duhet të lidhen gjithashtu. Përsëri, drejtimi i tij në ajër është një qasje e mirë. Shikoni fotot për ide.

Hapi 7: Ndërtimi i djepit - Përfundim

Drejtoni lidhjet JTAG në kunjat e duhur. Hidhini një sy Kabllos tuaj të Programimit për t'u siguruar që lidhësi është i orientuar saktë. Mos harroni tërheqjen në kunjin TDO. Kjo tregohet vetëm në figurë dhe shkon midis kunjit TDO dhe Vcc. Hapi i fundit është të lidhni çdo kunj I/O të CPLD me një kunj në prizat. Përdorni numrat në diagrame për lidhjet. Kjo kërkon kohën më të gjatë! Nëse ndiqni skemën time të numërimit, atëherë mund të përdorni diagramin Top View si udhëzues kur lidhni qarqet tuaja. Ju me të vërtetë nuk keni pse t'i lidhni të gjitha këto fillimisht mund të prisni derisa të keni nevojë për to për qarqet që krijoni. Kontrolloni me kujdes punën tuaj. Sigurohuni që fuqia dhe toka të mos jenë të shkurtuara!

Hapi 8: Bëni dritat e ndezjes (Versioni TTL)

Ju do të dëshironi të shihni qarqet tuaja të funksionojnë, natyrisht. Kështu që ju do të dëshironi disa drita blinken (të bëra të famshme nga The Real Elliot). Kapja e vetme është se CPLD -të nuk kanë dalje të fuqishme që kanë përpunuesit AVR. Përdorni LED të vlerësuar për 10ma dhe përdorni rezistorë të serisë 1KOhm. Këto do t'ju japin sinjale të qarta dalëse pa sforcuar daljet CPLD.

Hapi 9: Bëni ndërprerës

Për të siguruar stimuj për qarqet tuaja, do t'ju duhet disa ndërprerës. Ju keni disa opsione këtu, por kërkesat janë të ndryshme sesa për procesorët AVR. Daljet e CPLD nuk kanë tërheqje të integruara dhe nuk është aq e lehtë të bësh debouncing në softuer. (Possibleshtë e mundur, por merr burimet që ndoshta dëshironi të përdorni në qarqet tuaja.) Çelsat DIP të paraqitur ofrojnë disa çelsin në një paketë të përshtatshme, por duhet të tërhiqen lart. Kam përdorur tërheqje 1K. Butonat e butonave mund të bëhen duke përdorur qarkun që rekomandon Atmel për tabelën e tyre demo. Skemat janë në faqen 36 ose më shumë. Një tjetër mundësi është të lidhni një procesor AVR për të siguruar stimuj - dhe madje të kontrolloni përgjigjet. Por ky është një ushtrim që i lihet studentit.

Hapi 10: Krijoni qarkun tuaj të parë

Deri në këtë kohë ju duhet të keni marrë dhe instaluar softuerin. Ndiqni mësimin e plotë dhe të detajuar për të krijuar qarkun tuaj të parë të thjeshtë CPLD (porta AND me dy hyrje; nuk bëhet shumë më e thjeshtë). Sigurohuni që të zgjidhni pajisjen e duhur (44 Pin PLCC, 5V, 1504AS [detaje]) dhe zgjidhni numrat e kunjave I/O që janë në dispozicion (kam përdorur 14 dhe 16 si hyrje; 28 si dalje). Këto detaje ndryshojnë pak nga mësimi, por nuk duhet t'ju shkaktojnë ndonjë telash.

Hapi 11: Programoni CPLD -në tuaj të parë

Lidheni kabllon tuaj të programimit në portën paralele në kompjuterin tuaj, lidheni atë në Djepin tuaj të Programuesit, lidhni 5 Volt në lidhësin e energjisë dhe ndiqni udhëzimet për të programuar në të vërtetë CPLD -në tuaj të parë. Zgjidhni versionin e duhur të kabllit. Vini re se Altera Byte-Blaster është një nga opsionet.

Hapi 12: Provoni pjesën tuaj të programuar

Shkëputeni kabllon tuaj të programimit nga djepi. Lidhni çelsat dhe dritat e dritës së syrit në kunjat e duhur, ndizni energjinë dhe provojeni. Meqenëse po filloni me një qark të thjeshtë, testimi nuk është një sfidë e madhe. Nëse funksionon, ju jeni jashtë dhe jeni duke punuar! Diagrami i pamjes së sipërme do t'ju udhëheqë në lidhjen e çelsave dhe dritave të ndezjes për provë.

Hapi 13: Fundi dhe Disa Burime Uebi

Nuk është qëllimi i këtij tutoriali t'ju mësojë se si të përdorni VHDL. (Unë sapo kam filluar të mësoj prandaj e krijova programuesin, e mbani mend?) Thënë kjo, kam gjetur disa mësime shumë të dobishme dhe disa burime të dobishme që mund t'ju drejtoj. Reagimet dhe sugjerimet e tjera vlerësohen shumë. Vini re se ju gjithashtu mund të përdorni Sistemin e Zhvillimit Ghetto CPLD për të mësuar Verilog dhe teknika të tjera programimi CPLD që hardueri nuk i intereson. Burimet VHDL në Ueb: Bazat dhe disa lidhje këtu dhe këtu. mjete falas. Tutorialët që më pëlqejnë janë këtu dhe këtu, por do të gjeni shumë të tjerë. Së fundi (tani për tani), do të dëshironi të shikoni grupin e diskutimit. Gëzoni, mësoni shumë dhe ndani atë që dini.