Getto dasturlashtiriladigan mantiqni (CPLD) ishlab chiqish tizimi: 13 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:29

So'nggi bir necha oy davomida men AVR protsessorlari uchun Getto ishlab chiqish tizimini yoqtirdim. Darhaqiqat, nolga yaqin dollarlik vosita shunchalik ajoyib va foydali ediki, kontseptsiyani FPGA/CPLD rivojlanishiga ham kengaytirish mumkinmi, degan savol tug'ildi. (FPGA: dala dasturlashtiriladigan darvozalar majmuasi. CPLD: dasturlashtiriladigan murakkab mantiqiy qurilma.) Shunday qilib, men Internetda bir oz qazib oldim va Atmel CPLDs uchun ishlab chiqish tizimini ishlab chiqdim. Altera qurilmalari bilan taqqoslash ularning pinoutini bir xilligini ko'rsatadi (men quyida tavsiflagan cheklovlar doirasida), shuning uchun ular ham ishlaydi. Ishlab chiqish paneli va men taqdim etadigan interfeys kabelini qurib, asboblarni yuklab olib, siz o'zingizning CPLD ilovalaringizni ishlab chiqishingiz mumkin. Iltimos, quyidagi cheklovlar va cheklovlarga e'tibor bering. Men qobiliyat va soddalikni muvozanatlashtirishga harakat qildim, shunda siz faqat 5V qurilmalaridan zavqlanadigan va o'rganadigan narsalarni qura olasiz. Tizimni qo'shimcha kuchlanishni qoplash uchun kengaytirish (3,3V, 2,5V, 1,8V bir oiladagi Atmel qurilmalari tomonidan qo'llab -quvvatlanadi) qiyin emas, lekin bu ishlab chiqarish kartasini ham, dasturlash kabelini ham murakkablashtiradi. Keling, buni hozir o'tkazib yuboramiz. E'tibor bering, siz plataga 5V kuchlanishli bo'lishingiz kerak. Faqat 44 pinli PLCC. Xususan, men Atmel ATF1504AS dasturlashtirdim. Ghetto CPLD kontseptsiyasini boshqa Atmel qurilmalariga osonlikcha kengaytirish mumkin, lekin bu qurilma narx, foydalanish qulayligi va imkoniyatlar o'rtasida yaxshi kelishuv bo'lib tuyuldi. Kontseptsiya Altera, Xilinx, Actel va boshqalar kabi boshqa qurilmalarga ham qo'llanilishi kerak. Aslida, Max7000 oilasi EPM7032 va EPM7064, agar siz 44 pinli PLCC versiyalarini ishlatsangiz, bitta rozetkada ishlaydi. Hozircha men faqat Atmel dasturlash kabelidan foydalandim, lekin Altera Byte-Blaster Atmel dasturi tomonidan qo'llab-quvvatlanadi va u ham yaxshi ishlashi kerak. Bu aslida Atmel kabelidan ko'ra oddiyroq dizayn. (Men Atmel versiyasini qurdim va u ishlaydi, shuning uchun men Altera versiyasini sinab ko'rmadim.) SparkFun Altera kabelining 15 dollarlik versiyasini taklif qiladi. Bu Atmel va Altera uchun ham ishlayotgani uchun men tavsiya qilaman. Agar siz Altera qismlari bilan rivojlanmoqchi bo'lsangiz, Altera dasturiy ta'minotini ham olishni xohlaysiz. Men buni sinab ko'rmadim, lekin bu ishlamaydi deb o'ylashimga hech qanday sabab yo'q. Tezlik cheklangan. Ghetto CPLD ishlab chiqish tizimi qo'l simlari bilan qurilgan va er usti tekisligi bo'lmaganligi sababli, bir necha megagerts tezlikda ishonchli ishlashini kutmang. Kafolatlanmagan bo'lsa ham, sizning yurishingiz o'zgarishi mumkin! Albatta, agar siz er usti samolyotiga ega prototipli uskuna qursangiz, sizning CPLD yuqori tezlikda yaxshi ishlashi mumkin. Getto ishlab chiqish tizimiga tezda o'rnatilishini kutmang.

1 -qadam: qismlarga buyurtma bering

Sizga 44 pinli plcc rozetkasi, bir nechta ajratuvchi qopqoqlar, dasturlashtirilmagan CPLD-lar, taxtali ulash uchun rozetkalar, tortish qarshiligi va ehtimol uni o'rnatish uchun ba'zi bir pervaz paneli kerak bo'ladi. Agar sizda axlat qutisida bunday narsalar bo'lsa, siz bir necha dollar tejashingiz mumkin, bu erda Digikey qismlari raqamlari: CONN PLCC SOCKET 44POS TIN PN: 1-822473-4-ND SOCKET IC OPEN FRAME 14POS.3 "PN: 3M5462-ND Miqdor: 2SOCKET IC OCHILGAN ramka 18POS.3 "PN: 3M5464-ND Miqdor: 2CAP ELECT 10UF 50V SU BI-POLAR PN: P1280-ND Miqdor: 1, C1CAP CER.10UF 50V 20% DISC RAD PN: 478 -4275-1-ND Miqdor: 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 Bir nechta qismlar minimal miqdorda bo'lishi mumkin, lekin ular juda arzon bo'lishi kerak. Agar siz miltillash chiroqlarini (8-qadam) yoki kalitlar to'plamini (9-qadam) qilishni xohlasangiz, buyurtma berishingiz mumkin. bular ham. Shuni yodda tutingki, Digikey -da yukni to'lamaslik uchun kamida 25 dollar bo'lishi kerak, shuning uchun siz bir nechta qo'shimcha dasturlanmagan CPLD yoki AVR protsessorini yoki ikkitasini o'yin -kulgi uchun sotib olishni xohlaysiz. Men sizga Altera dasturiy kabelini SparkFun -dan sotib olishni maslahat beraman. Bu erda qism raqamlari. Kabel va ulagichni ham oling. (Aks holda, Digikey-dan kabel uchun ehtiyot qismlar buyurtma qiling. Agar siz o'zingiz qurayotgan bo'lsangiz.) Altera FPGA-ga mos keluvchi dasturchi PN: PGM-087052x5 pinli IDC tasma kabeli PN: PRT-085352x5 pinli kafelli PN: PRT-08506

2 -qadam: Dasturiy ta'minotni oling va o'rnating

Hozir men Atmel Prochip Designer 5.0 asboblar zanjiridan foydalanmoqdaman. Ushbu vosita Atmel -da ro'yxatdan o'tishingiz va ularning rasmiy so'rov shaklini to'ldirishingizni talab qiladi. Men ularga dizayner -muhandisman, hozirda ishsizman va asosiy maqsadim ularning qurilmalari va VHDL (hamma narsa to'g'ri, BTW) ni o'rganish ekanligini aytdim. Ular litsenziya talabini tasdiqlashdi. Bitta narsa shundaki, litsenziya faqat 6 oyga yaxshi. Men umrining oxirigacha jamoat mulki bo'lgan asboblar tarmog'ini topishga umid qilaman. Alterada men tekshiradigan asboblar zanjiri ham bor. Har qanday takliflar minnatdor bo'ladi. Izohlar va havolalarni oxirgi bosqichda ko'ring. Atmel Prochip Designer 5.0 bu erda. Agar siz uni olsangiz, u uchun 1 -xizmat paketini ham olganingizga ishonch hosil qiling.

3 -qadam: dasturlash kabelini yarating

Bu erda eng oson usul-Sparkfun-dan Altera Byte-Blaster ishini sotib olish (1-qadamga qarang). Agar 15 dollar sarflashdan ko'ra ko'proq bo'lsa, siz SparkFun Altera kabeli sxemasidan foydalanishingiz yoki Atmel kabeli sxemasidan foydalanishingiz mumkin. (Agar kabelni chizishga katta qiziqish bo'lsa, men ba'zi takliflarni taklif qila olaman, lekin Sparkfun to'plami menga to'g'ri javob kabi ko'rinadi.)

4 -qadam: Dasturchi beshigini yasang

Atmel dasturchisiga qarang. Bu juda moslashuvchan va agar sizda pulingiz bo'lsa va CPLD -ni ko'p ishlab chiqishni rejalashtirmoqchi bo'lsangiz, juda yaxshi variant. Altera shunga o'xshash narsani taklif qiladi, menimcha. Lekin men arzonroq yondashuv bilan bordim - bu hammasi! Rasmlarda men qurgan beshikning old va orqa ko'rinishi ko'rsatilgan. Plitalar ulagichi sifatida ishlatiladigan DIP rozetkalariga e'tibor bering. Har bir ulagichning bir tomonidagi barcha pinlar erga ulangan; boshqa tarafdagi pinlar CPLD signal pimlariga ulanadi. Men bir nechta quvvat ulanishlarini ham qo'shdim; bularni kerakli joyga qo'ying. Diagrammalar tasviriy sxemalarga o'xshaydi; faqat qo'shimcha quvvat ulanishlari ko'rsatilmagan. Bu boradagi fikrlar uchun rasmlarga qarang.

5 -qadam: beshik qurish - 1 -qism

Rozetkalarni xohlagan joylariga joylashtirib, beshik qurishni boshlang. Bir yoki ikkita bo'sh qatorga ruxsat bering, shunda qopqoqlarni ajratish uchun joy bo'ladi. Bu, shuningdek, CPLD signal pimlariga ulanishni osonlashtiradi, siz ishlatadigan pervaz taxtasi turiga qarab, rozetkalarni lehim yoki epoksi bilan mahkamlang. JTAG ulagichi va quvvat ulagichi uchun yuqori qismda (CPLD rozetkasining 1 -pinidan yuqori) qo'shimcha xonaga ruxsat bering. Men qurgan rasmlarga qarang, er osti avtobusi uchun rozetkaning tashqarisida yalang'och simni (20 ga yaqin) aylantiring. Quvvat avtobusini ham yo'naltiring. (Rasmdagi qizil sim.) Qo'llanma uchun rasmlarga qarang, lekin sizning taxtangiz biroz boshqacha bo'lishi mumkin - va bu juda yaxshi, rozetkaning tashqi pimlarini er avtobusiga lehimlang. Bu avtobus simini mahkamlashga yordam beradi.

6 -qadam: beshik qurish - 2 -qism

Ajratuvchi qopqoqlarni o'rnating va ularni CPLD rozetkasining har ikki tarafidagi er va quvvat pimlariga ulang. Ichki qatorlarga etib borish uchun simlarni tashqi qatorlar ustidan va yuqoriga yo'naltirishni taklif qilaman. To'g'ri pimlarni olish uchun pin raqami diagrammalariga qarang - CPLD rozetkasidan chiqib ketish aniq emas. Simlarni uzatgan har qanday pinlarga ulanish uchun etarli joy qoldiring. Qopqoqli ulanishlar tugagandan so'ng, quvvat va tuproq avtobusini ulang. Diagrammalardagi barcha qizil pinlar Vcc va ulangan bo'lishi kerak. Qora pinlar erga ulangan bo'lishi kerak. Shunga qaramay, uni havoda yo'naltirish yaxshi yondashuv. Fikrlar uchun rasmlarga qarang.

7 -qadam: Beshik qurish - Xulosa

JTAG ulanishlarini to'g'ri pinlarga yo'naltiring. Ulagich to'g'ri yo'naltirilganligiga ishonch hosil qilish uchun dasturlash kabelini ko'rib chiqing. TDO pinidagi tortishni unutmang. Bu faqat rasmda ko'rsatilgan va TDO pimi bilan Vcc o'rtasida joylashgan. Oxirgi qadam - CPLD ning har bir kirish -chiqish pinini rozetkalarga ulash. Ulanish uchun diagrammalardagi raqamlardan foydalaning. Bu eng uzoq vaqtni oladi! Agar siz mening raqamlash sxemamga amal qilsangiz, siz sxemalarni ulashda "Top View" sxemasidan ko'rsatma sifatida foydalanishingiz mumkin. Haqiqatan ham, bularning barchasini ulashning hojati yo'q, dastlab siz o'zingiz yaratgan sxemalarga kerak bo'lguncha kutishingiz mumkin. Ishingizni diqqat bilan tekshiring. Quvvat va tuproq qisqa tutilmaganligiga ishonch hosil qiling!

8 -qadam: Yorug'lik chiroqlarini yarating (TTL versiyasi)

Albatta, siz o'zingizning davralaringizning ishlashini ko'rishni xohlaysiz. Shunday qilib, siz "Real Elliot" tomonidan mashhur bo'lgan bir nechta yorug'lik chiroqlarini xohlaysiz. Yagona nuqta shundaki, CPLD -larda AVR protsessorlari kabi yaxshi chiqishlar yo'q. 10ma uchun mo'ljallangan LEDlardan foydalaning va 1KOhm seriyali rezistorlardan foydalaning. Bu sizga CPLD chiqishlarini zo'riqtirmasdan aniq chiqish signallarini beradi.

9 -qadam: Kalitlarni yarating

O'zingizning davralaringizga stimul berish uchun sizga ba'zi kalitlar kerak bo'ladi. Bu erda sizda ba'zi variantlar bor, lekin talablar AVR protsessorlaridan farq qiladi. CPLD chiqishlarida o'rnatilgan tortishish yo'q va dasturiy ta'minotni o'chirish oson emas. (Bu mumkin, lekin siz o'zingizning davralaringizda ishlatmoqchi bo'lgan resurslarni oladi.) Ko'rsatilgan DIP kalitlari qulay paketda bir nechta kalitlarni taqdim etadi, lekin ularni tortib olish kerak. Men 1K pull-uplardan foydalandim. Tugmachalarni Atmel o'z demo taxtasi uchun tavsiya qilgan sxemasi yordamida bajarish mumkin. Sxemalar 36 -sahifada, boshqa variant - AVR protsessorini rag'batlantirish va hatto javoblarni tekshirish uchun ulash. Ammo bu talabaga qoldirilgan mashq.

10 -qadam: Birinchi davrani yarating

Bu vaqtga kelib siz dasturiy ta'minotni olishingiz va o'rnatishingiz kerak edi. Birinchi oddiy CPLD sxemasini yaratish uchun batafsil va batafsil qo'llanmani bajaring (ikkita kirish VA eshik, juda ham oson bo'lmaydi). To'g'ri qurilmani tanlaganingizga ishonch hosil qiling (44 pinli PLCC, 5V, 1504AS [tafsilotlar]) va mavjud kirish -chiqish pin raqamlarini tanlang (men 14 va 16 ni kirish sifatida ishlatdim; 28 - chiqish sifatida). Bu tafsilotlar o'quv qo'llanmasidan biroz farq qiladi, lekin hech qanday muammo tug'dirmasligi kerak.

11 -qadam: Birinchi CPLD dasturini tuzing

Dasturlash kabelini kompyuterning parallel portiga ulang, uni dasturchi beshigiga ulang, 5 voltli quvvat ulagichiga ulang va birinchi CPLD -ni dasturlash uchun qo'llanmani bajaring. Kabelning to'g'ri versiyasini tanlang. E'tibor bering, Altera Byte-Blaster variantlardan biridir.

12 -qadam: Dasturlashtirilgan qismini sinovdan o'tkazing

Dasturlash kabelini beshikdan uzing. Kalitlarni va miltillovchi chiroqlarni to'g'ri pinlarga ulang, quvvatni yoqing va sinab ko'ring. Siz oddiy sxemadan boshlaganingiz uchun, test qilish katta qiyinchilik emas. Agar u ishlayotgan bo'lsa, siz ketasiz va yugurasiz! Yuqori ko'rinish sxemasi sizni kalitlarni va miltillovchi chiroqlarni sinash uchun ulashda sizga yordam beradi.

13 -qadam: Yakun va ba'zi veb -resurslar

Bu qo'llanmaning maqsadi sizga VHDLdan foydalanishni o'rgatish emas. (Men endigina dasturchini yaratganimni bilishni boshlayapman, eslaysizmi?) Aytgancha, men sizga ko'rsatadigan bir qancha foydali darsliklar va foydali manbalarni topdim. Fikr -mulohaza va boshqa takliflar juda qadrlanadi. Eslatib o'tamiz, Ghetto CPLD ishlab chiqish tizimidan Verilog va boshqa CPLD dasturlash texnikasini o'rganishingiz mumkin, bu texnikaga ahamiyat bermaydi. bepul vositalar. Menga yoqadigan darsliklar bu erda va bu erda, lekin siz boshqalarni topasiz, nihoyat (hozircha) siz munozara guruhini tekshirishni xohlaysiz, zavqlaning, ko'p narsani o'rganing va bilganlaringizni baham ko'ring.