Getto Proqramlaşdırıla bilən Məntiq (CPLD) İnkişaf Sistemi: 13 Addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:49

Son bir neçə aydır AVR prosessorları üçün Getto İnkişaf Sistemindən zövq alıram. Əslində, təxminən sıfır dollarlıq alət o qədər cazibədar və faydalı oldu ki, konsepsiyanı FPGA/CPLD inkişafına da uzatmağın mümkün olub -olmadığını düşündüm. (FPGA: Sahə Proqramlaşdırıla bilən Gate Array. CPLD: Kompleks Proqramlaşdırıla bilən Məntiq Cihazı.) Beləliklə, internetdə bir az qazıntılar etdim və Atmel CPLD -ləri üçün bir inkişaf sistemi hazırladım. Altera cihazları ilə müqayisə onların pinoutunun eyni olduğunu göstərir (aşağıda təsvir etdiyim məhdudiyyətlər daxilində), buna görə də işləyəcəklər. Təqdim edəcəyim inkişaf lövhəsi və interfeys kabelini quraraq, sonra vasitələri yükləyərək öz CPLD tətbiqlərinizi inkişaf etdirə bilərsiniz. Aşağıdakı məhdudiyyətlərə və məhdudiyyətlərə diqqət yetirin. Yalnız 5V cihazlarından zövq alacağınız və öyrənə biləcəyiniz bir şey qura bilmək üçün qabiliyyət və sadəliyi balanslaşdırmağa çalışdım. Sistemin əlavə gərginliyi əhatə etmək üçün genişləndirilməsi (3.3V, 2.5V, 1.8V eyni ailədəki Atmel cihazları tərəfindən dəstəklənir) çətin olmasa da həm inkişaf lövhəsini, həm də proqramlaşdırma kabelini çətinləşdirir. Hələlik atlayaq. Nəzərə alın ki, lövhəyə 5V təchizatı verməlisiniz. Yalnız 44 pinli PLCC. Xüsusilə, Atmel ATF1504AS -ı proqramlaşdırdım. Ghetto CPLD konsepsiyası digər Atmel cihazlarına da asanlıqla yayılır, lakin bu cihaz qiymət, istifadə rahatlığı və qabiliyyət arasında yaxşı bir güzəşt kimi görünürdü. Konsept Altera, Xilinx, Actel və s. Kimi cihazlara da şamil edilməlidir. Əslində, Max7000 ailəsi EPM7032 və EPM7064, 44 pinli PLCC versiyalarını istifadə etdiyiniz müddətdə eyni yuvada işləyəcək. İndiyə qədər yalnız Atmel proqramlaşdırma kabelindən istifadə etdim, ancaq Altera Byte-Blaster Atmel proqramı tərəfindən dəstəklənir və yaxşı işləməlidir. Əslində Atmel kabelindən bir qədər sadə dizayndır. (Atmel versiyasını qurdum və işləyir, buna görə də Altera versiyasını sınamamışam.) SparkFun Altera kabelinin 15 dollarlıq versiyasını təklif edir. Bu həm Atmel, həm də Altera üçün işləyəcəyi üçün tövsiyə edirəm. Altera hissələri ilə inkişaf edəcəksinizsə, Altera proqramını da əldə etmək istəyəcəksiniz. Əslində bunu sınamamışam, amma işləməyəcəyini düşünməyimə heç bir səbəb yoxdur. Sürət məhduddur. Ghetto CPLD İnkişaf Sistemi əl telləri ilə qurulduğundan və heç bir yer təyyarəsi olmadığından, bir neçə megahertz -dən çox sürətlə etibarlı əməliyyat gözləməyin. Yürüşünüz dəyişə biləcəyinə zəmanət verilməsə belə! Əlbəttə ki, yerüstü təyyarəsi olan bir prototip qurğusu qurarsanız, CPLD daha yüksək sürətlə yaxşı işləyə bilər. Getto İnkişaf Sistemində sürətli bir şəkildə qurulacağını gözləməyin.

Addım 1: Parçaları Sifariş Edin

44 pinli plcc yuvasına, bir neçə ayrılma qapağına, bəzi proqramlaşdırılmamış CPLD-lərə, çörək taxtası bağlantıları üçün prizlərə, bir çəkmə müqavimətinə və bəlkə də onu qurmaq üçün bir az lövhəyə ehtiyacınız olacaq. Zibil qutunuzda bunlardan hər hansı biri varsa, bir neçə dollar qənaət edə bilərsiniz. Rahatlığınız üçün Digikey Parça Nömrələri: CONN PLCC SOCKET 44POS TIN PN: 1-822473-4-ND SOCKET IC OPEN FRAME 14POS.3 "PN: 3M5462-ND Adet: 2SOCKET IC AÇIK ÇERÇEVE 18POS.3 "PN: 3M5464-ND Adet: 2CAP ELECT 10UF 50V SU BI-POLAR PN: P1280-ND Adet: 1, C1CAP CER.10UF 50V 20% DISC RAD PN: 478 -4275-1-ND Miqdarı: 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 neçə hissənin minimum miqdarı ola bilər, amma yenə də olduqca ucuz olmalıdır. Bir neçə yanıb-sönən işıq qurmaq istəyirsinizsə (Adım 8) və ya açarlar dəsti (addım 9) sifariş etmək istəyə bilərsiniz. bunlar da. Unutmayın ki, Digikey -in yüklənməsinin qarşısını almaq üçün minimum 25 dollar var, buna görə də əylənmək üçün bir neçə əlavə proqramlaşdırılmamış CPLD və ya bir AVR prosessor və ya ikisini almaq istəyə bilərsiniz. Altera proqramlaşdırma kabelini SparkFun -dan almağı məsləhət görürəm. İşdə hissə nömrələri. Kabel və konnektoru da alın. (Əks təqdirdə, kabelin hissələrini özünüz tikirsinizsə Digikey-dən sifariş edin.) Altera FPGA Uyğun Proqramçı PN: PGM-087052x5 Pin IDC Şerit Kabeli PN: PRT-085352x5 Pin Kəfənli Başlıq PN: PRT-08506

Addım 2: Proqramı əldə edin və quraşdırın

Hal -hazırda Atmel Prochip Designer 5.0 alət zəncirindən istifadə edirəm. Bu vasitə, Atmel -də qeydiyyatdan keçməyinizi və rəsmi tələb formasını doldurmanızı tələb edir. Mən onlara dizayn mühəndisi olduğumu, hazırda işsiz olduğumu və əsas məqsədimin cihazlarını və VHDL (hamısı doğrudur, BTW) öyrənmək olduğunu söylədim. Lisenziya tələbini təsdiq etdilər. Yeganə məqam lisenziyanın cəmi 6 aya yaxşı olmasıdır. İstifadə müddəti bitənə qədər ictimai bir alət zənciri tapacağımı ümid edirəm. Altera'nın da yoxlaya biləcəyim bir alət zənciri var. Hər hansı bir təklif təqdir ediləcəkdir. Son addımdakı şərhlərə və bağlantılara baxın. Atmel Prochip Designer 5.0 burada. Əldə edirsinizsə, bunun üçün Service Pack 1 -i də aldığınızdan əmin olun.

Addım 3: Proqramlaşdırma Kabeli hazırlayın

Burada ən asan yanaşma, Altera Byte-Blaster işini Sparkfun-dan almaqdır (bax Adım 1). 15 dollar xərcləməyinizdən daha çoxdursa, SparkFun Altera Kabel sxemini istifadə edə bilərsiniz və ya Atmel Kabel sxemini və cızma quruluşunu istifadə edə bilərsiniz. (Kabeli sıfırdan qurmaqla maraqlanırsınızsa, bəzi təkliflər verə bilərəm, amma Sparkfun dəsti mənə düzgün cavab kimi görünür.)

Addım 4: Proqramçı Beşiği olun

Atmel proqramçısına baxın. Bu çox çevikdir və pulunuz varsa və bir çox CPLD inkişaf etdirməyi planlaşdırırsınızsa əla seçimdir. Altera bənzər bir şey təklif edir, inanıram. Ancaq daha ucuz bir yanaşma ilə getdim - bütün bunlar budur! Şəkillər qurduğum beşiyin ön və arxa görünüşlərini göstərir. Çörək taxtası bağlayıcıları kimi istifadə olunan DIP yuvalarına diqqət yetirin. Hər bir konnektorun bir tərəfindəki bütün sancaqlar yerə bağlıdır; digər tərəfdəki sancaqlar CPLD üzərindəki siqnal pinlərinə qoşulur. Bir neçə güc əlaqəsi də daxil etdim; bunları uyğun olduqları yerə qoyun. Diaqramlar bir növ təsviri sxemlərdir; yalnız əlavə güc əlaqələri göstərilmir. Bu fikirlər üçün şəkillərə baxın.

Addım 5: Beşik qurmaq - 1 -ci hissə

İstədiyiniz yerlərə yuva taxaraq beşiyi qurmağa başlayın. Bir və ya iki boş yerə icazə verin, beləliklə qapaqları ayırmaq üçün yer olacaq. Bu da CPLD siqnal pinlərinə qoşulmağı asanlaşdırır. İstifadə etdiyiniz lövhənin növündən asılı olaraq rozetkaları bir az lehim və ya epoksi ilə bağlayın. JTAG konnektoru və güc konnektoru üçün yuxarıda (CPLD yuvasının 1 -ci pininin yuxarı hissəsində) əlavə bir otaq qoyun. Qurduğumun şəkillərinə baxın. Torpaq avtobusu üçün yuvaların xaricində çılpaq bir tel (20 gauge və ya belə) çəkin. Elektrik avtobusunu da istiqamətləndirin. (Şəkillərdəki qırmızı tel.) Bir az bələdçi olmaq üçün şəkillərə baxın, amma lövhəniz bir az fərqli olacaq - və bu sadəcə yaxşıdır. Soketlərin kənar pinlərini yer avtobusuna lehimləyin. Bu, avtobus telini bağlamağa kömək edəcək.

Addım 6: Beşik qurmaq - 2 -ci hissə

Ayrılan qapaqları quraşdırın və CPLD yuvasının hər tərəfindəki yerə və elektrik pinlərinə qoşun. Daxili cərgələrə çatmaq üçün telləri kənar sancaqlar boyunca yuxarı və yuxarı yönləndirməyi təklif edirəm. Doğru sancaqlar əldə etmək üçün pin nömrəsi diaqramlarına baxın - CPLD yuvasının pin çıxışı aydın deyil. Telləri ötürdüyünüz hər hansı bir sancağa qoşulmaq üçün kifayət qədər yer buraxın. Qapaq bağlandıqdan sonra, güc və torpaq avtobusunu bağlayın. Diaqramlardakı bütün qırmızı sancaqlar Vcc -dir və bağlanmalıdır. Qara sancaqlar zəmindir və onlar da bağlanmalıdır. Yenə onu havada gəzdirmək yaxşı bir yanaşmadır. Fikirlər üçün şəkillərə baxın.

Addım 7: Beşik qurmaq - Nəticə

JTAG əlaqələrini düzgün pinlərə yönləndirin. Bağlayıcının düzgün istiqamətləndirildiyindən əmin olmaq üçün Proqramlaşdırma Kabelinizə baxın. TDO pinindəki çəkilməni unutmayın. Bu yalnız şəkildə göstərilir və TDO pimi ilə Vcc arasında gedir. Son addım, CPLD -nin hər bir G/Ç pinini yuvalardakı bir pinə bağlamaqdır. Bağlantılar üçün diaqramdakı rəqəmləri istifadə edin. Bu ən uzun müddət çəkir! Nömrələndirmə sxemimə əməl etsəniz, sxemlərinizi bağlayarkən Yuxarı Görünüş diaqramından bələdçi olaraq istifadə edə bilərsiniz. Bütün bunları bağlamaq məcburiyyətində deyilsiniz, əvvəlcə dizayn etdiyiniz sxemlərə ehtiyacınız olana qədər gözləyə bilərsiniz. İşinizi diqqətlə yoxlayın. Gücün və yerin qısaldılmadığından əmin olun!

Addım 8: Blinkenlights edin (TTL versiyası)

Əlbəttə ki, dövrələrinizin işlədiyini görmək istəyəcəksiniz. Beləliklə, bir az yanıb sönən işıqlar istəyəcəksiniz (Real Elliot tərəfindən məşhurlaşdırılmışdır). Yeganə məqam, CPLD -lərin AVR prosessorlarında olduğu kimi səs çıxışı olmamasıdır. 10ma üçün qiymətləndirilən LED -lərdən istifadə edin və 1KOhm seriyalı rezistorlardan istifadə edin. Bunlar CPLD çıxışlarını gərginləşdirmədən sizə aydın çıxış siqnalları verəcək.

Addım 9: Keçidlər edin

Dövrələrinizə stimul vermək üçün bəzi açarlara ehtiyacınız olacaq. Burada bəzi seçimləriniz var, lakin tələblər AVR prosessorlarından fərqlidir. CPLD çıxışlarında quraşdırılmış çəkmələr yoxdur və proqram təminatında debuning etmək o qədər də asan deyil. (Mümkündür, ancaq ehtimal ki, dövrələrinizdə istifadə etmək istədiyiniz mənbələri götürür.) Göstərilən DIP açarları rahat bir paketdə bir neçə açar təmin edir, lakin onları çəkmək lazımdır. 1K çəkmə istifadə etdim. Düymələr Atmelin demo lövhəsi üçün tövsiyə etdiyi sxemdən istifadə etməklə edilə bilər. Şemalar 36 -cı səhifədədir. Başqa bir seçim stimul vermək üçün AVR prosessorunu bağlamaq və hətta cavabları yoxlamaqdır. Ancaq bu, şagirdin öhdəsinə buraxılmış bir məşqdir.

Addım 10: İlk dövrənizi yaradın

Bu vaxta qədər proqramı əldə etməli və quraşdırmalısınız. İlk sadə CPLD sxeminizi yaratmaq üçün hərtərəfli, ətraflı təlimatı izləyin (iki girişli VƏ qapısı; daha da asanlaşmır). Doğru cihazı seçdiyinizə əmin olun (44 Pin PLCC, 5V, 1504AS [təfərrüatlar]) və mövcud G/Ç pin nömrələrini seçin (giriş olaraq 14 və 16 istifadə etdim; 28 çıxış olaraq). Bu detallar dərslikdən bir qədər fərqlidir, ancaq sizə heç bir problem yaratmamalıdır.

Addım 11: İlk CPLD -ni proqramlaşdırın

Proqramlaşdırma kabelinizi PC -nin paralel portuna bağlayın, Proqramçı Beşiyinə bağlayın, 5 Volt güc bağlayıcısına bağlayın və ilk CPLD -ni proqramlaşdırmaq üçün təlimatı izləyin. Kabelin düzgün versiyasını seçin. Qeyd edək ki, Altera Byte-Blaster seçimlərdən biridir.

Addım 12: Proqramlaşdırılmış hissənizi sınayın

Proqramlaşdırma Kabelinizi beşikdən ayırın. Açarları və yanıb -sönən işıqları düzgün pinlərə bağlayın, gücü açın və sınayın. Sadə bir dövrə ilə başladığınız üçün test etmək böyük bir çətinlik deyil. İşləyirsə, qaçırsan və qaçırsan! Üst görünüş diaqramı, açarlarınızı və yanıb -sönən işıqlarınızı sınamaq üçün bağlamanızda sizə yol göstərəcək.

Addım 13: Son və Bəzi Veb Resursları

Bu təlimatın məqsədi sizə VHDL -dən istifadə etməyi öyrətmək deyil. (Proqramçı yaratmağımın səbəbini öyrənməyə yeni başlayıram, yadda saxla?) Dedi ki, mən sizə yönləndirə biləcəyim bir çox faydalı dərslər və faydalı mənbələr tapdım. Geribildirim və digər təkliflər çox yüksək qiymətləndirilir. Verilogu və digər CPLD proqramlaşdırma texnikalarını öyrənmək üçün Ghetto CPLD İnkişaf Sistemindən istifadə edə biləcəyinizə diqqət yetirin. pulsuz alətlər. Bəyəndiyim dərslər burada və buradadır, amma çoxlarını tapa bilərsiniz. Nəhayət (hələlik) müzakirə qrupunu yoxlamaq istəyəcəksiniz. Zövq alın, çox şey öyrənin və bildiklərinizi paylaşın.