• Исследование асинхронной схемы в ModelSim



      Прочитал статью FPGA/Асинхронный дешифратор от ajrec.

      Я сперва прочитал и ничего не понял, а потом прочитал еще раз и опять ничего не понял. На самом деле я прочитал уже все статьи ajrec про асинхронные схемы и должен констатировать, что мало понимаю, что это вообще такое (хотя считаю, что опыт проектирования в FPGA у меня есть).

      В комментариях к статьям автор в основном получает минусы, народ посмеивается и кажется так же не понимает, как и я.

      Честно говоря, я всегда с любопытством смотрю на проекты, которые «не такие, как все». Я считаю, что только такие проекты имеют шанс либо глубоко провалиться, либо высоко взлететь. Если делаешь что-то так же, как и сотни других разработчиков, то идешь проторенной дорогой, здесь легко и комфортно. Сделать шаг в сторону и пойти своей тропой могут далеко не все.

      Я попробовал разобраться в проекте асинхронного дешифратора и по крайней мере сделать временную симуляцию кода в ModelSim. Далее о том, что из этого получилось.
      Читать дальше →
    • Опыт использования FPGA платы DE10-Standard и DMA PL330



        Получил в свое распоряжение плату Terasic DE10-Standard. На ней много всего интересного: встроенный JTAG программатор, светодиоды, переключатели, кнопки, разъемы Audio / VGA / USB / Ethernet. Думаю, что нет особой необходимости перечислять все ее возможности, ведь каждый желающий может прочитать спецификацию платы на сайте производителя.

        Для меня важно, что на плате стоит FPGA чип Cyclone V SX – 5CSXFC6D6F31C6N. Эта микросхема содержит два процессора ARM Cortex-A9 и 110K логических элементов FPGA. Это уже настоящая SoC HPS: System-On-Chip, Hard Processor System. С такими ресурсами можно пробовать делать довольно сложные проекты. Далее расскажу о своем опыте использования платы.
        Читать дальше →
        • +21
        • 5,8k
        • 5
      • Фазовая модуляция радиосигнала в ПЛИС



          Так иногда бывает, что занимаешься одной технической проблемой, но, по мере погружения в задачу и во время поиска ее решения, появляются «побочные продукты». Так случилось и в этот раз. Я исследовал различные методы измерения временных интервалов с помощью ПЛИС. В одном из предложенных методов измерений был использован динамический сдвиг фазы тактовой частоты с PLL. Позже пришла идея: используя свойства PLL можно попробовать сделать в ПЛИС простейший радиопередатчик с фазовой модуляцией.

          И кое-что получилось!
          Читать дальше →
          • +38
          • 8,2k
          • 8
        • Можно ли вычислять биткоины быстрее, проще или легче?


            Все началось с того, что я решил поближе познакомиться с биткоинами. Хотелось понять, как их добывают. Статьи про биткоины и блокчейны последнее время встречаются часто, но таких, чтобы со всеми техническими подробностями, таких не очень много.

            Самый простой способ разобраться во всех деталях — изучить открытые исходники. Я взялся изучать Verilog исходники FPGA-майнера. Это не единственный такой проект, есть еще несколько примеров на github, и все они, хоть и разных авторов, похоже работают приблизительно по одной схеме. Вполне возможно, что автор то у них всех изначально был один, просто разные разработчики адаптируют один и тот же код под разные чипы и разные платы… По крайней мере мне так показалось…

            Вот и я, поизучав исходники Verilog, адаптировал проект с github к плате Марсоход3 на основе ПЛИС Altera MAX10, 50 тыс. логических элементов. Я смог запустить свой майнер и даже смог запустить процесс вычисления биткоинов, но бросил это дело через пол часа из-за бесперспективности. Слишком медленно по нынешним временам работает мой FPGA майнер. Ну и пусть.

            Честно говоря, меня во всем этом проекте заинтересовали не сами биткоины (ну их, эти денежные суррогаты), но скорее математическая сторона алгоритма SHA256. Вот об этом я и хотел бы поговорить. Я провел несколько экспериментов с алгоритмом SHA256, может быть результаты этих экспериментов покажутся вам интересными.
            Читать дальше →
          • Археология программиста



              В прошедшую субботу решил провести «субботник» и наконец-то навести порядок на полках и в шкафах.

              В старых коробках, среди всякого разного оборудования, разных плат, девелопер китов и пачек старых дисков обнаружил несколько интересных экземпляров устройств, просто настоящие артефакты древности. С этими артефактами связана целая история, которую и хотел бы рассказать.

              Дело было так. В далеком-далеком году мы получили заказ на разработку прошивки для микросхемы Cypress CY7C63723. Это был такой PS/2-USB микроконтроллер. Задача: написать прошивку к этой микросхеме. Но был один нюанс. Микросхема предназначена для преобразования протокола из PS/2 в USB, а нужно было подключить два устройства PS/2, то есть нужно подключить PS/2 мышь и PS/2 клавиатуру с помощью одной такой микросхемы USB конвертера. Микросхема должна была бы устанавливаться на материнскую плату Jetway (если память не изменяет).

              Точнее, дело было даже так: эта задача уже делалась каким-то разработчиком, но у него чего-то не получалось. Нам отдали его исходники и сказали, что нужно срочно починить и переделать, но чтоб работало. Кроме исходных текстов нашего неудачливого предшественника тогда мы получили вот это…
              Читать дальше →
            • Однажды программисты погубят этот мир



                1. История первая: воспоминание


                Когда я был маленьким и ходил еще в младшую школу, со мной приключилась такая история. На перемене я с несколькими друзьями находился в классе, когда с полки сам собой упал цветок. На нашу беду тут же вошла наша учительница и безо всяких разбирательств обвинила нас в хулиганстве. Красной ручкой были сделаны записи о плохом поведении в дневник, вызваны родители. Это было так обидно и не понятно, что навсегда врезалось мне в память. С тех пор я часто размышлял, что же заставило цветок упасть?

                А ведь самое логичное объяснение — он сам упал. Просто он рос, выбрасывал новые побеги, развивал и наращивал массу. Тянулся к солнцу. Однажды проекция центра тяжести цветка вышла за пределы опоры и он опрокинулся.

                Не знаю, зачем я это все пишу. Возможно меланхолия пришла вместе с осенью и желтыми листьями. Иногда мне кажется, что наука программирования так стремительно развивается, так идет вперед семимильными шагами, так быстро создает новые технологии, что однажды человек не сможет все это обуздать.
                Читать дальше →
              • Различные опыты с приемом и передачей радиосигналов в ПЛИС


                  Поскольку сегодня, 7-го мая, мы отмечаем День Радио, то позвольте представить вашему вниманию серию проектов для FPGA плат, которые были выполнены мной в разное время, но так или иначе связаны с радио. На этом видео выше есть демонстрация маленького чуда — сеанс радиосвязи на столе. Две одинаковые платы с ПЛИС служат одна передатчиком, а другая радиоприемником.
                  Далее расскажу, как я это сделал.
                  Читать дальше →
                  • +19
                  • 12,9k
                  • 4
                • Игра «Жизнь» в FPGA



                    Игру жизнь — клеточный автомат уже кажется писали на всех возможных языках программирования.

                    Меня же интересует технология ПЛИС — и поэтому когда-то я сделал реализацию life для ПЛИС Альтера Cyclone III. Правда поместилось в чип тогда очень мало: всего 32x16 клеток. На таком маленьком поле довольно трудно испытать сложные фигуры.

                    Сейчас у меня в руках другая плата: тут уже стоит Altera MAX10 с 50-ю тысячами логических элементов. Было интересно, смогу ли я расширить поле хотя бы в 4 раза? В общем задумал сделать хотя бы 64x32.

                    Результат представлен на этом видео, я называю эту картину: «ружье Госпера убивает самоё себя».

                    Ниже подробности реализации.
                    Читать дальше →
                    • +21
                    • 9,5k
                    • 2
                  • Сумбурные размышления о будущем технологии FPGA

                      image

                      Работая над очередным игровым (обучающим) проектом ПЛИС для платы Марсоход2 я столкнулся с тем, что мне явно не хватает места в кристалле. Кажется и проект не очень сложный, но моя реализация такова, что требует много логики. В принципе, это ерунда, дело-то житейское. Ну, если очень будет нужно, то можно выбрать ПЛИС с большей емкостью. Собственно мой проект — это игра «Жизнь», но реализованная в ПЛИС на языке Verilog HDL.

                      Про логику игры, рассказывать не буду, про нее и так написано уже достаточно.

                      Идея проекта вот такая: каждая клетка в игровом поле представляет собой самостоятельный вычислитель. В каждом вычислителе есть своя логическая функция и свой регистр, который хранит текущее состояние клетки (живая/не живая). Все пространство для жизни клеток — это двумерный массив вычислителей, вычислители образуют целую сеть. Все вычислители работают синхронно, так как на все регистры подается единая тактовая частота. Рисунок вверху должен прояснить схему проекта.

                      Так вот. На моей плате стоит ПЛИС Cyclone III EP3C10E144C8 компании Альтера. 10тыс логических элементов. Сперва я думал, что смогу сделать двумерный массив клеток 128x64=8192 клетки. Не помещается. 64x64=4096 — то же не помещается в кристалл. Как же так. Я сумел вместить в ПЛИС только 32x16=512 клеток. Пичалька…

                      Размышления приводят меня к мысли, что возможно, в будущем, технология ПЛИС перерастет в нечто большее, чем программируемая логика. Вот об этом своем видении я хотел бы рассказать. Искушенному читателю сразу скажу, что многое далее написанное есть просто плод воображения и может быть даже бред.
                      Однако…
                      Читать дальше →
                    • Зачем язык Verilog программисту микроконтроллеров

                        image

                        Несколько раз начинал писать эту статью и бросал. Бросал потому, что тема, как мне кажется, несколько спорная. Изобретенный мною велосипед может кому-то показаться смешным и нелепым и вообще не совсем корректным. Тем не менее…

                        Вообще, мне кажется, что в области разработки электронных устройств существует как бы несколько мало пересекающихся миров. Например, существует разработка устройств на базе микроконтроллеров и параллельно существует разработка устройств на базе ПЛИС. Принципы работы этим микросхем принципиально отличаются и точно так же отличаются принципы и методы разработки, используемые языки программирования и отладки. Конечно, выбор элементной базы сильно зависит от поставленной задачи. Однако и так понятно, что эти миры, мир микроконтроллеров и мир ПЛИСов почти не пересекаются. Может быть на стыке технологий что-то есть?
                        Читать дальше →