Ghetto Programmable Logic (CPLD) дамыту жүйесі: 13 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:28

Соңғы бірнеше ай ішінде мен AVR процессорларына арналған геттоны әзірлеу жүйесін ұнатамын. Шындығында, бұл долларға жуық долларлық құрал соншалықты қызықты және пайдалы болғаны соншалық, бұл тұжырымдаманы FPGA/CPLD дамытуға дейін кеңейту мүмкін бе деп ойладым. (FPGA: далалық бағдарламаланатын шлюз массиві. CPLD: бағдарламаланатын күрделі логикалық құрылғы.) Сонымен мен интернетте аздап қазып, Atmel CPLDs әзірлеу жүйесін ойлап таптым. Altera құрылғыларымен салыстыру олардың түйінінің біркелкі екенін көрсетеді (мен төменде көрсетілген шектеулерде), сондықтан олар да жұмыс істейді. Мен ұсынатын әзірлеу тақтасы мен интерфейс кабелін құру арқылы, содан кейін құралдарды жүктей отырып, сіз өзіңіздің CPLD қосымшаларыңызды жасай аласыз. Келесі шектеулер мен шектеулерге назар аударыңыз. Мен мүмкіндіктер мен қарапайымдылықты теңестіруге тырыстым, сондықтан сіз тек 5В құрылғыларынан ләззат алатын және үйренетін нәрсені жасай аласыз. Қосымша кернеулерді жабу үшін жүйені кеңейту (3,3В, 2,5В, 1,8В бір отбасындағы Atmel құрылғыларымен қолдау көрсетіледі) қиын емес, бірақ бұл даму тақтасын да, бағдарламалау кабелін де қиындатады. Әзірге өткізіп жіберейік. Тақтаға 5В кернеуін беру керек екенін ескеріңіз. 44 істікшелі PLCC. Атап айтқанда, мен Atmel ATF1504AS бағдарламаладым. Ghetto CPLD тұжырымдамасы басқа Atmel құрылғыларына оңай таралуы мүмкін, бірақ бұл құрылғы баға, пайдалану қарапайымдылығы мен мүмкіндіктер арасындағы жақсы ымыраға келгендей болды. Тұжырымдама Altera, Xilinx, Actel, т.б. сияқты басқа құрылғыларға да қолданылуы керек. Шын мәнінде, Max7000 отбасы EPM7032 мен EPM7064 44 розеткалы PLCC нұсқаларын қолданған кезде бір ұяда жұмыс істейді. Әзірге мен тек Atmel бағдарламалау кабелін қолдандым, бірақ Altera Byte-Blaster Atmel бағдарламалық жасақтамасы қолдайды және ол жақсы жұмыс істеуі керек. Бұл Atmel кабеліне қарағанда сәл қарапайым дизайн. (Мен Atmel нұсқасын құрдым, ол жұмыс істейді, сондықтан мен Altera нұсқасын қолданған жоқпын.) SparkFun Altera кабелінің $ 15 нұсқасын ұсынады. Бұл Atmel мен Altera үшін жұмыс істейтіндіктен, мен оны ұсынамын. Егер сіз Altera бөлшектерімен дамитын болсаңыз, Altera бағдарламалық жасақтамасын да алғыңыз келеді. Мен мұны істемедім, бірақ бұл жұмыс істемейді деп ойлауға ешқандай себеп жоқ. Жылдамдық шектеулі. Ghetto CPLD дамыту жүйесі қолмен сыммен салынған және жер үсті жазықтығы жоқ болғандықтан, бірнеше мегагерц жылдамдықта сенімді жұмыс күтпеңіз. Сіздің жүгірісіңіз әр түрлі болуы мүмкін екеніне кепілдік жоқ! Әрине, егер сіз жер үсті жазықтығы бар прототипті аппаратураны жасасаңыз, онда сіздің CPLD жоғары жылдамдықта жақсы жұмыс істей алады. Гетто даму жүйесіне тез енеді деп күтпеңіз.

1 -қадам: Бөліктерге тапсырыс беріңіз

Сізге 44 істікшелі плкс розеткасы, бірнеше ажыратқыш қақпақтар, бағдарламаланбаған CPLDs, нанды қосуға арналған розеткалар, тартылатын резистор және оны орнату үшін кейбір тақта қажет болуы мүмкін. Егер сізде қоқыс жәшігінде осылар болса, сіз бірнеше долларды үнемдей аласыз. Сізге ыңғайлы болу үшін Digigey бөлшек нөмірлері: CONN PLCC SOCKET 44POS TIN PN: 1-822473-4-ND SOCKET IC OPEN FRAME 14POS.3 «PN: 3M5462-ND саны: 2SOCKET IC АШЫҚ ЖАУАҚ 18POS.3 «PN: 3M5464-ND Qty: 2CAP ELECT 10UF 50V SU BI-POLAR PN: P1280-ND Qty: 1, C1CAP CER.10UF 50V 20% DISC RAD PN: 478 -4275-1-ND Саны: 4, C2-C5RES МЕТАЛЬДІК ФИЛЬМ 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 Бірнеше бөліктерде ең аз мөлшер болуы мүмкін, бірақ олар әлі де арзан болуы керек. Егер сіз жыпылықтайтын шамдар орнатқыңыз келсе (8-қадам) немесе қосқыштар жиынтығын жасағыңыз келсе (9-қадам). бұлар да. Есіңізде болсын, Digikey -де 25 долларлық минимум бар, сондықтан сіз қосымша бағдарламаланбаған CPLD немесе AVR процессорын немесе екеуін алғыңыз келуі мүмкін. Мен сізге Altera бағдарламалау кабелін SparkFun -дан сатып алуды ұсынамын. Мұнда бөлшек нөмірлері. Кабель мен коннекторды алыңыз. (Әйтпесе, Digikey-ден кабельдің бөлшектеріне тапсырыс беріңіз, егер сіз өзіңіздің жеке құрылығыңызды салсаңыз.) Altera FPGA үйлесімді бағдарламашысы PN: PGM-087052x5 PIN IDC таспалы кабель PN: PRT-085352x5 түйреуішті тақырып PN: PRT-08506

2 -қадам: Бағдарламалық жасақтаманы алыңыз және орнатыңыз

Мен қазір Atmel Prochip Designer 5.0 құралдар тізбегін қолданамын. Бұл құрал сізге Atmel компаниясында тіркелуді және олардың ресми сұраныс формасын толтыруды талап етеді. Мен оларға инженер -конструктор екенімді, қазіргі уақытта жұмыссыз екенімді айттым, және менің негізгі мақсатым - олардың құрылғылары мен VHDL (барлығы дұрыс, BTW). Олар лицензиялық өтінімді мақұлдады. Жалғыз олжа - бұл лицензия 6 айға ғана жақсы. Мен мерзімі аяқталғанға дейін қоғамдық домендік құралдар тізбегін табамын деп үміттенемін. Altera -да мен тексере алатын құралдар тізбегі бар. Кез келген ұсыныстар бағаланады. Соңғы қадамдағы түсініктемелер мен сілтемелерді қараңыз. Atmel Prochip Designer 5.0 мұнда. Егер сіз оны алсаңыз, міндетті түрде 1 -қызмет бумасын алыңыз.

3 -қадам: бағдарламалау кабелін жасаңыз

Мұндағы ең оңай әдіс-Sparkfun-дан Altera Byte-Blaster жұмысын сатып алу (1-қадамды қараңыз). Егер 15 доллар жұмсауға қажет сомадан көп болса, онда сіз SparkFun Altera Cable схемасын қолдана аласыз немесе Atmel Cable схемасын қолдана аласыз. (Егер кабельді сызып тастауға қызығушылық көп болса, мен бірнеше ұсыныс бере аламын, бірақ Sparkfun жиынтығы маған дұрыс жауап сияқты.)

4 -қадам: Программист бесігін жасаңыз

Atmel бағдарламашысын қараңыз. Бұл өте икемді және егер сізде ақшаңыз болса және CPLD -ті дамытуды жоспарласаңыз, тамаша нұсқа. Альтера ұқсас нәрсені ұсынады, менің ойымша. Бірақ мен арзанырақ әдіспен бардым - бұл нені білдіреді! Суреттерде мен жасаған бесіктің алдыңғы және артқы көріністері көрсетілген. Нан тақтасы қосқышы ретінде қолданылатын DIP ұяларына назар аударыңыз. Әр коннектордың бір жағындағы барлық түйреуіштер жерге қосылған; екінші жағындағы түйреуіштер CPLD сигналдық түйреуіштеріне қосылады. Мен бірнеше қуат қосылымдарын қостым; оларды сәйкес келетін жерге қойыңыз. Диаграммалар - бұл суретті схемалар; тек қосымша қуат қосылымдары көрсетілмейді. Бұл туралы идеялар үшін суреттерді қараңыз.

5 -қадам: Бесік құру - 1 -бөлім

Розеткаларды қалаған жерлерге салу арқылы бесікті құруды бастаңыз. Бір немесе екі бос жолға рұқсат етіңіз, сонда қақпақтарды ажыратуға орын болады. Бұл сонымен қатар CPLD сигнал түйреуіштеріне қосылуды жеңілдетеді, сіз қолданатын тақтаның түріне байланысты розеткаларды сәл дәнекерленген немесе эпоксидті бекітіңіз. JTAG коннекторы мен қуат коннекторы үшін қосымша бөлменің жоғарғы жағында (CPLD ұясының 1 -штырынан жоғары) рұқсат етіңіз. Мен салған суреттерге қараңыз. Жердегі автобус үшін розеткалардың сыртына жалаңаш сымды (20 калибрлі) айналдырыңыз. Қуатты автобусты да бағыттаңыз. (Суреттегі қызыл сым.) Нұсқаулық алу үшін суреттерді қараңыз, бірақ сіздің тақтайшаңыз сәл өзгеше болуы мүмкін, және бұл жақсы. Розеткалардың сыртқы түйреуіштерін жерге автобусқа дәнекерлеңіз. Бұл автобус сымын бекітуге көмектеседі.

6 -қадам: Бесік құру - 2 -бөлім

Ажыратқыш қақпақтарды орнатыңыз және оларды CPLD розеткасының әр жағындағы жерге және қуат штырларына қосыңыз. Мен сымдарды ішкі қатарларға жету үшін түйреуіштердің сыртқы қатарынан жоғары және жоғары қарай бағыттауды ұсынамын. Дұрыс түйреуіштерді алу үшін түйреуіштердің нөмірлік диаграммаларына жүгініңіз - CPLD ұясының шығуы анық емес. Кез келген түйреуішке сым арқылы өтуге рұқсат беру үшін жеткілікті орын қалдырыңыз. Қақпақ қосылымдары аяқталғаннан кейін қуат пен жерге қосу шинасын қосыңыз. Диаграммалардағы барлық қызыл түйреуіштер Vcc болып табылады және оларды қосу керек. Қара түйреуіштер жерге қосылған және оларды қосу керек. Тағы да, оны ауада бағыттау - жақсы әдіс. Идеялар үшін суреттерді қараңыз.

7 -қадам: Бесік құру - Қорытынды

JTAG қосылымдарын дұрыс түйреуіштерге бағыттаңыз. Коннектордың дұрыс бағытталғанына көз жеткізу үшін бағдарламалау кабелін қараңыз. TDO түйреуішін тартуды ұмытпаңыз. Бұл тек суретте көрсетілген және TDO түйреуіші мен Vcc арасында жүреді. Соңғы қадам - CPLD -нің әр енгізу -шығару штепсельін розеткадағы түйреуішке қосу. Қосылымдар үшін диаграммадағы сандарды қолданыңыз. Бұл ең ұзақ уақытты алады! Егер сіз менің нөмірлеу схемасын ұстанатын болсаңыз, онда сіз тізбекті қосу кезінде жоғарғы көрініс диаграммасын нұсқаулық ретінде пайдалана аласыз. Сізге бұлардың бәрін қосудың қажеті жоқ, бастапқыда сіз өзіңіз құрастырған схемаларға қажет болғанша күте аласыз. Жұмысыңызды мұқият тексеріңіз. Қуат пен жерге тұйықталмағанына көз жеткізіңіз!

8 -қадам: Жыпылықтайтын шамдарды жасаңыз (TTL нұсқасы)

Сіз өзіңіздің тізбектеріңіздің жұмыс істеуін көргіңіз келеді, әрине. Сонымен, сізге жарық шамдар қажет болады (The Real Elliot әйгілі). Жалғыз аулау - бұл CPLD -де AVR процессорлары сияқты жақсы шығыс жоқ. Жарықдиодты 10м үшін есептелген және 1КОм сериялы резисторларды қолданыңыз. Бұл сізге CPLD шығысын қыспастан нақты шығыс сигналдарын береді.

9 -қадам: қосқыштарды жасаңыз

Сіздің тізбектеріңізді ынталандыру үшін сізге бірнеше қосқыш қажет. Мұнда сізде бірнеше опциялар бар, бірақ AVR процессорларына қойылатын талаптар басқаша. CPLD шығысында кірістірілген тартпалар жоқ және бағдарламалық жасақтамада дебютті жасау оңай емес. (Мүмкін, бірақ сіздің тізбектеріңізде қолданғыңыз келетін ресурстар қажет.) Көрсетілген DIP қосқыштары ыңғайлы пакетте бірнеше қосқышты қамтамасыз етеді, бірақ оларды көтеру керек. Мен 1K тартқышты қолдандым. Түймешіктерді Atmel демо тақтасы ұсынған схема арқылы жасауға болады. Схемалар 36 -бетте. Тағы бір нұсқа - ынталандыруды қамтамасыз ету үшін AVR процессорын қосу және тіпті жауаптарды тексеру. Бірақ бұл оқушыға қалған жаттығу.

10 -қадам: Бірінші схеманы жасаңыз

Осы уақытқа дейін сіз бағдарламалық жасақтаманы алып, орнатқан болуыңыз керек. Бірінші қарапайым CPLD схемасын жасау үшін мұқият және егжей-тегжейлі оқулықты орындаңыз (екі кірісті және қақпалы; оңай емес). Дұрыс құрылғыны таңдағаныңызға сенімді болыңыз (44 Pin PLCC, 5V, 1504AS [мәліметтер]) және қол жетімді енгізу -шығару сандарының нөмірін таңдаңыз (мен кіріс ретінде 14 және 16 қолдандым; 28 шығару ретінде). Бұл мәліметтер оқулықтан аздап ерекшеленеді, бірақ сізге қиындық туғызбауы керек.

11 -қадам: Бірінші CPLD бағдарламасын жасаңыз

Бағдарламалау кабелін ДК -дегі параллель портқа жалғаңыз, оны бағдарламашылар ұясына жалғаңыз, 5 вольтты қуат коннекторына қосыңыз және бірінші CPLD -ді нақты бағдарламалау үшін оқулықты орындаңыз. Кабельдің дұрыс нұсқасын таңдаңыз. Altera Byte-Blaster нұсқалардың бірі екенін ескеріңіз.

12 -қадам: Бағдарламаланған бөлікті тексеріңіз

Бағдарламалау кабелін ұядан ажыратыңыз. Қосқыштар мен жыпылықтайтын шамдарды дұрыс түйреуіштерге қосыңыз, қуатты қосыңыз және көріңіз. Сіз қарапайым схемадан бастағандықтан, тестілеу үлкен қиындық емес. Егер ол жұмыс істесе, сіз кетіп бара жатырсыз! Жоғарғы көрініс диаграммасы тестілеуге қосқыштар мен шамдарды қосуға көмектеседі.

13 -қадам: Соңы және кейбір веб -ресурстар

Бұл оқулықтың мақсаты сізге VHDL -ді қолдануды үйрету емес. (Мен енді үйрене бастадым, сондықтан мен бағдарламашыны құрдым, есіңізде ме?) Бұл сізге мен көрсете алатын бірнеше пайдалы оқулықтар мен пайдалы ресурстар таптым деді. Кері байланыс және басқа ұсыныстар өте жоғары бағаланады. Сондай -ақ, Ghetto CPLD әзірлеу жүйесін Verilog және басқа CPLD бағдарламалау техникасын үйрену үшін пайдалануға болатынын ескеріңіз. Интернеттегі VHDL ресурстары: негіздері және кейбір сілтемелер осында және мына жерде. ақысыз құралдар. Маған ұнайтын оқулықтар осында және мұнда, бірақ сіз басқаларды таба аласыз. Ақырында (әзірше) сіз пікірталас тобын тексергіңіз келеді. Көңіл көтеріңіз, көп нәрсені біліңіз және білетіндеріңізбен бөлісіңіз.