Curso FPGA – Todo lo que necesitas saber sobre el Curso Dot Matrix VHDL
Estoy emocionado de anunciar que el curso de VHDL y FPGA en el que he estado trabajando durante los últimos seis meses está comenzando a completarse. El curso se encuentra en versión beta en este momento y planeo lanzarlo por primera vez este otoño.
¿Para quién es el curso de FPGA?
El curso de FPGA está destinado al desarrollador que tiene conocimiento de otros lenguajes de programación pero es nuevo en VHDL y FPGA. Este curso lo llevará desde el nivel principiante o intermedio hasta que pueda comprender y usar construcciones de codificación VHDL avanzadas.
El curso es perfecto para el ingeniero de software profesional que se ha encargado del desarrollo de FPGA. También es adecuado para estudiantes o autónomos que estén interesados en el diseño de hardware, tal vez contemplando una transición profesional al desarrollo de FPGA.
Cualquier persona con conocimientos básicos de programación puede beneficiarse del enfoque práctico que le enseña este curso. Estamos desarrollando un producto físico real desde cero. Le estoy mostrando exactamente cómo habría resuelto este problema si me lo hubieran pedido como ingeniero de FPGA.
El proyecto
Un controlador de pantalla LED de matriz de puntos es el producto que estamos creando en este curso. Actualmente, las pantallas LED de matriz de puntos se utilizan comúnmente para grandes vallas publicitarias al aire libre o pantallas de información. Aunque se han utilizado para dispositivos más pequeños, como relojes digitales y máquinas expendedoras, antes de la llegada de las pantallas LCD de bajo costo.
Puede hacer el curso como un ejercicio de simulación únicamente si lo prefiere. No necesita comprar ningún hardware o incluso una placa de desarrollo FPGA. Pero puedes crear tu propio prototipo si quieres, toda la información está incluida en el curso.
El Lattice iCEstick FPGA Evaluation Kit es la placa de desarrollo de FPGA que se utiliza en este curso. Esta placa de $25 cuenta con un FPGA iCE40 HX1K con 1280 elementos lógicos y 64 kb de RAM en bloque, que es más que suficiente para nuestra aplicación. La placa iCEstick se puede conectar directamente a una placa de prueba, algo que haremos al crear el prototipo.
Creamos una implementación de FPGA capaz de controlar una pantalla LED de matriz de puntos de 8 × 8 con 64 LED. La FPGA almacenará información en el bloque RAM sobre cómo representar cada carácter ASCII.
Podrá enviar texto a la FPGA utilizando el conector USB que está presente en la placa FPGA. El texto se representa en la pantalla de matriz de puntos a medida que escribimos en el terminal serial de la computadora. El FPGA devolverá los caracteres al terminal serial usando el transceptor UART que creamos en el curso.
Consulte la lista de materiales (BOM) para conocer todas las piezas, consumibles y herramientas utilizadas para crear el prototipo.
Estructura del curso de FPGA
Las 120 conferencias se dividen en 17 secciones, con videos que duran en promedio 10 minutos. He dividido intencionalmente las cosas complicadas en múltiples conferencias más cortas para que sea más manejable. Cada sección cubre un módulo VHDL, un banco de pruebas o un concepto dentro del diseño VHDL y FPGA. Este curso no deja nada fuera, se explican todos los conceptos y decisiones de diseño.
En Cómo empezar sección, instalamos el software necesario y configuramos el entorno de desarrollo. La siguiente sección presenta la placa de desarrollo Lattice iCEstick FPGA, así como el esquema analógico de la pantalla de matriz de puntos y el circuito de apoyo.
Explicaré todo lo que hago en las sesiones de codificación para que puedas seguir el progreso, incluso si solo tienes conocimientos básicos de VHDL. Puede relacionar el código que escribimos con cualquier otro lenguaje de programación que pueda conocer.
En este curso se utiliza el editor de Visual Studio Code (VSCode) con un complemento VHDL. VSCode es uno de los editores de programación más populares en este momento y es completamente gratuito. Usamos los fragmentos de plantilla del complemento VHDL para evitar perder tiempo en código trivial y repetitivo. Aunque, VSCode no es un IDE que completa el código automáticamente sin que usted entienda realmente lo que está pasando.
Sintetizamos cada módulo VHDL individualmente y examinamos el esquema creado por la herramienta de síntesis. Hacemos esto como la última lección de cada sección de codificación que produce un módulo de producción RTL (nivel de transferencia de registro). Estas lecciones le enseñan habilidades valiosas para comprender cómo cada línea de código se traduce en lógica digital.
El curso Dot Matrix LED Controller FPGA le enseña las técnicas adecuadas de diseño de VHDL. Hágalo bien la primera vez que encienda el chip creando un banco de pruebas para cada módulo, en cada jerarquía de diseño. Prueba y error no es una estrategia viable cuando se desarrolla hardware. El curso le enseña a desarrollar bancos de pruebas de autocomprobación como un ingeniero profesional de FPGA.
En el curso se utiliza ModelSim PE Student Edition porque es el simulador VHDL más utilizado. La edición para estudiantes del simulador se puede descargar de forma gratuita; esto se aplica a todo el software utilizado en este curso.
Finalmente, terminamos el curso creando el prototipo físico en la placa e implementando el diseño en la FPGA. El momento de la verdad es cuando conectamos el dispositivo al ordenador a través del puerto USB y tecleamos el terminal serie. ¿Aparecerán los caracteres en la pantalla LED de matriz de puntos?
Aquí es cuando se hacen evidentes los beneficios de tener un régimen de verificación riguroso. Los problemas con los que tenemos que lidiar son mucho más fáciles de resolver que un chip que no responde, que es probablemente el primer resultado para un proyecto de aficionado puro a FPGA.
Qué aprenderás del curso de FPGA
Aprenderá cómo abordar una tarea como un ingeniero profesional de FPGA. El curso transformará sus habilidades de VHDL a un nivel en el que se sienta seguro al asumir cualquier tarea de VHDL.
Estas son algunas de las cosas que este curso te enseñará:
Características avanzadas de VHDL
- Paquetes, registros y subprogramas
- Tipos protegidos (clases VHDL)
- Tipos de acceso (punteros VHDL)
- Genéricos
- Atributos de señal como
'last_evento'stable - Funciones VHDL-2008 como referencia de señal jerárquica
Estrategias avanzadas de banco de pruebas
- Componente de verificación
- Modelo funcional de autobús
- Banco de pruebas VHDL con autocomprobación
- Banco de pruebas interactivo basado en TCL
Uso de herramientas de diseño FPGA
- Simulador ModelSim VHDL
- Software de síntesis Synplify Pro
- Software de diseño Lattice iCEcube2
- Asignación de pines y restricciones de reloj
- Síntesis, lugar y recorrido
¿Quieres saber más sobre el curso?
Actualizado el 21 de septiembre de 2019: He completado el curso.
Haga clic aquí para ver el plan de estudios del curso
Abre:
Por decidir .
VHDL
- Todo lo que necesita saber sobre las dispersiones de pigmentos
- Todo lo que necesita saber sobre IoT en mantenimiento
- Todo lo que necesitas saber sobre dibujos técnicos
- Todo lo que necesita saber sobre la fundición de metales
- Todo lo que necesita saber sobre el interior de una turbina eólica
- Todo lo que necesita saber sobre el capacitor MFD
- Todo lo que necesita saber sobre la electroerosión por inmersión
- Todo lo que necesitas saber sobre el hierro fundido
- Todo lo que necesitas saber sobre el alto horno
- Todo lo que necesitas saber sobre la máquina perforadora
- Todo lo que necesitas saber sobre las chapas