Obsah:
Můj příběh
Osobně mě vždy fascinovala digitální elektronika. Stejně jako většina lidí jsem začínal s Arduinem a mikrokontroléry AVR, ale cítil jsem, že to není úplně ono. Fascinován tvorbou Bena Eatera jsem se rozhodl věnovat se digitální elektronice v její nejčistší podobě. Logické brány, dekodéry a multiplexory… rychle jsem se rozhodl navrhnout něco většího. Tak vznikl můj první projekt vlastního procesoru. Byla to 4bitová jednotka, která mi dnes připadá velmi jednoduchá, ale v té době jsem na ni byl velmi pyšný. Brzy přišly další projekty, včetně prvního 8bitového obvodu a později jeho nástupce. Vše bylo realizováno na základních logických obvodech. V poměrně krátké době jsem však narazil na strop. Projekty se stávaly pokročilejšími a jejich realizace stále obtížnější. Musel jsem jít výš.
Kurz FPGA
Při hledání informací na toto téma jsem narazil na kurz FPGA dostupný na stránkách Forbot. Podle mého názoru je to skvělý zdroj, kterým můžete začít. Koupil jsem desku Elbert v2 a tím začalo mé dobrodružství s FPGA. Zpočátku to šlo docela neochotně, ale postupem času jsem začal realizovat náročnější nápady. V současné době jsem autorem bloguo FPGA, kromě toho jsem se vrátil k návrhu procesorů. Jedním z nich je projektůjsem již dokončil a dalšíprávě probíhá.Co přesně je FPGA a jak se “programuje”?
Co přesně jsou FPGA? Podle Wikipedie– jsou to programovatelná pole logických hradel. Lze je popsat jednodušeji: jako soubor logických hradel, přičemž spojení mezi nimi lze vytvářet podle libosti. To je samozřejmě poněkud zjednodušený popis, ale tak se stalo, že jsem před časem na svém blogu podrobně popsal co jsou FPGA. Pokud vás toto téma zajímá, zvu vás tam.Programování FPGA
Není bez důvodu, že jsem slovo programování uvedl v uvozovkách. Správné tvrzení je, že FPGA se konfigurují samy, protože nevytváříme program, ale spíše popis toho, jak náš návrh funguje. Programování FPGA tedy není zcela správná forma. Návrhy realizované na FPGA můžeme popsat v jazyce VHDL nebo Verilog. Osobně používám VHDL, protože se v Evropě používá častěji. Jazyk Verilog je populárnější v USA. Mnoho lidí oceňuje tvorbu v jazyce VHDL. Odborný kurz by měl pomoci tuto dovednost osvojit. Při návrhu obvodů realizovaných za FPGA musíme také zvolit platformu, na které se vše realizuje. Na trhu je k dispozici několik čipů různých výrobců, ale mezi hlavní patří Xilinx a Altera (Intel). Osobně používám pouze čipy Xilinx, protože jsem začínal s deskou vybavenou čipem od této společnosti. V závislosti na zvoleném uspořádání se musíme vybavit různým prostředím. Pro čipy Xilinx je to sada Xilinx Ise Design Suite, zatímco pro čipy Altera (Intel) je to Altera Quartus. Obě prostředí jsou zdarma.FPGA obvody – kde začít?
FPGA – Kurz a výuka
Co se týče prostředí, je to, jak jsem již zmínil, sada Xilinx Ise Design Suite, která je k dispozici zdarma na webových stránkách výrobce. Samotný proces instalace je dokonale vysvětlen v kurzu Forbot. Kurz FPGA doporučujeme všem uživatelům, kteří hledají jednoduchý návod, jak začít své dobrodružství s těmito čipy.FPGA – Použití v praxi – Takže: vyplatí se to?
Odpověď na otázku z úvodu: má cenu se tématem FPGA zabývat? Podle mého názoru rozhodně ano! Čipy tohoto typu nabízejí obrovské možnosti a jsme omezeni pouze svou představivostí. Můžeme si dokonce navrhnout vlastní procesor. Není bezdůvodné, že tam, kde selhávají mikrokontroléry, se zapojují FPGA. Kromě toho se FPGA obvody natolik liší od mikrokontrolérů, že nám poskytují zcela nový pohled na digitální elektroniku. FPGA se uplatní v mnoha oblastech elektroniky. Záleží jen na vás! Autor: Rafał BartoszakFPGA obvody – FAQ
Co je FPGA? Z encyklopedické definice se dozvíme, že FPGA jsou programovatelná pole tzv. logických hradel. Zjednodušeně řečeno, FPGA je soubor logických hradel, mezi kterými můžeme vytvořit prakticky libovolné spojení. FPGA se vyznačují vysokou úrovní složitosti a v důsledku toho i širokou škálou možného využití. Díky kombinaci těchto vlastností jsou označovány za nejuniverzálnější ze všech systémů patřících do skupiny PLD.
Využití FPGA v elektronice je velmi široké. Díky nim je možné například realizovat větší počet logických obvodů použitých v jednom obvodu. V praxi to znamená nejen úsporu místa na desce plošných spojů, ale také snížení energetických nároků. Čipy umožňují například navrhnout vlastní procesor. Vybrané vývojové desky jsou vybaveny komunikačními rozhraními, např. v podobě konektorů mini-USB, které umožňují programování a konkrétněji konfiguraci FPGA. Za zmínku také stojí, že FPGA jsou někdy zaměňovány s mikrokontroléry. To je zjevná chyba, protože se rozhodně liší.
