wersja mobilna | kontakt z nami

MAXimator - tani zestaw startowy z Altera FPGA z rodziny MAX10

Numer: Marzec/2016

Nowoczesna elektronika nie istnieje bez układów FPGA, czego jednak nie widać na co dzień, zwłaszcza w "zarduinizowanym" świecie mikrokontrolerów. Jedną z przyczyn słabej percepcji technologii FPGA są relatywnie wysokie ceny zestawów startowych, które zniechęcają wielu początkujących. Mamy przyjemność poinformować, że sytuacja uległa zmianie i to dzięki polskiej firmie KAMAMI, której biuro konstrukcyjne opracowało i rozpoczęło produkcję taniego zestawu z nowoczesnym układem FPGA. Szczegóły w artykule.

Pobierz PDF

Fotografia 1. Wygląd płytki MAXimator z układem Altera FPGA MAX10 (obsługiwany przez bezpłatne oprogramowanie Quartus Prime Lite fi rmy Altera)

Układom Altera FPGA z rodziny MAX10 poświęciliśmy w EP sporo miejsca, prezentując ich architekturę, cechy, możliwości i wyposażenie wewnętrzne (EP6/2015), a także wybrane zestawy startowe z układami z tej rodziny (EP7/2015).

Zwróciliśmy na nie uwagę ze względu na nowoczesną konstrukcję, ekstrawaganckie (jak na standardy FPGA) wyposażenie, a także integrację pamięci-konfiguratora Flash w jednej obudowie, co znacznie przybliża MAX10 do świata mikrokontrolerowców.

Atuty układów MAX10 są dobrze wyeksponowane w zestawie MAXimator, który z jednej strony jest konstrukcyjnie bliski płytkom Arduino UNO Rev. 3, z drugiej jego wyposażenie, bazujące na znacznych zasobach logicznych zastosowanego układu 10M08, daje konstruktorom możliwości znacznie większe niż w przypadku większości popularnych zestawów. Widok płytki MAXimator pokazano na fotografii 1.

Wyposażenie płytki MAXimator:
  • Altera FPGA MAX10 (10M08, wbudowany 12-b ADC @1MSpS, 2×PLL, Flash dla użytkownika)
  • złącza zgodne z Arduino Uno Rev 3
  • wbudowane 12-bitowe ADC @1MSpS
  • lokalny generator 10 MHz
  • wyjście VGA
  • interfejs HDMI+CEC+DDC
  • gniazdo kart MicroSD
  • potencjometr dołączony do kanału ADC
  • złącze konwertera USB/UART
  • 4 LED użytkownika
  • zasilanie USB (zintegrowany zasilacz DC/DC na układach Altera Enpirion)
  • przycisk globalnego zerowania

Fotografia 2. Wygląd programatora JTAG wchodzącego w skład zestawu - jest to ścisły odpowiednik USB Blastera firmy Altera

Wyposażenie prezentowanego zestawu umożliwia implementację w FPGA różnorodnych projektów, także bliskich projektom mikrokontrolerowym, w czym pomocne są złącza dla shieldów Arduino (zgodne z formatem Uno Rev. 3).

Wszystkie linie cyfrowe są przystosowane do współpracy z układami cyfrowymi zasilanymi napięciami 3,3 lub 5 V, w czym pomagają dwukierunkowe konwertery TXS0108 firmy Texas Instruments. Na potrzeby testów ADC zestaw wyposażono w analogowy potencjometr, który we własnej można wykorzystać jako manipulator-nastawnik.

Interfejsy VGA i HDMI (z kanałami CEC i DDC) umożliwiają dołączenie do zestawu monitorów lub wyświetlaczy, złącze karty MicroSD tworzy wygodną "przystań" dla pamięci masowej, ponadto użytkownik ma do swojej dyspozycji 4 LED sterowane z linii GPIO układu MAX10, generator kwarcowy dołączony do globalnego wejścia zegarowego FPGA, a także złącze dla modułu konwertera USB/UART, który zapewnia wygodną komunikację projektu użytkownika zaimplementowanego w FPGA z komputerem.

W skład zestawu MAXimator wchodzą:
  • płytka MAXimator z układem 10M08
  • programator zgodny z USB Blaster
  • shield z 4-cyfrowym wyświetlaczem LED, analogowym sensorem temperatury, trzema przyciskami i dwiema LED RGB (WS2812B)

Fotografia 3. Wygląd shielda (ekspandera), który obecnie wchodzi bezpłatnie w skład zestawu MAXimator

W odróżnieniu od typowych zestawów Arduino, płytka MAXimator nie ma wbudowanego programatora-konfiguratora JTAG, ale odpowiedni interfejs wchodzi w skład wyposażenia. Widok programatora dostarczanego w pakiecie MAXimator pokazano na fotografii 2.

Jest to miniaturowa wersja USB Blastera, opracowana i produkowana przez KAMAMI. Eksperymenty przeprowadzone w naszym laboratorium wykazały, że prezentowany programator jest prawidłowo rozpoznawany, jako klasyczny USB Blaster, przez środowisko Quartus Prime.

Dzięki zastosowaniu rozwiązań zgodnych ze standardami Altery użytkownicy programatora nie będą napotykali problemów związanych z brakiem kompatybilności driverów ze sprzętem, znanych użytkownikom dostępnych na rynku pirackich wersji USB Blastera.

To nie koniec atrakcji, jakie producent zestawu przygotował dla użytkowników zestawu MAXimator, przy czym na kolejną ma szanse - przynajmniej tak wynika z oficjalnych informacji producenta - wyłącznie pierwszych 600 osób, które zakupią zestaw MAXimator. Chodzi o dodatkowy shield, którego wygląd pokazano na fotografii 3. Zwiększa on możliwości funkcjonalne MAXimatora, dając użytkownikowi wygodny zestaw bloków peryferyjnych:

  • 4 wyświetlacze LED pracujące w trybie multipleksowania,
  • dwie LED-RGB WS2812B,
  • analogowy czujnik temperatury STLM20,
  • 3 przyciski dla aplikacji użytkownika.

Ten shield docelowo będzie dostępny jako osobna pozycja w ofercie KAMAMI. Biorąc pod uwagę jego wyposażenie, wygodę użycia i przygotowane przez producenta przykładowe aplikacje, warto się skusić na zakup jednej z pierwszych 600 sztuk.

Elementy wyposażenia układu 10M08 (MAX10):
  • technologia produkcji 55 nm
  • liczba komórek logicznych: 8000
  • pojemność pamięci RAM użytkownika: 378 kb
  • pojemność Flash użytkownika: 172 kB
  • liczba PLL: 2
  • 12-bitowy ADC (1MSpS)
  • 24 bloki sprzętowych multiplikatorów 18x18b
  • wbudowany czujnik temperatury
  • dwa konteksty rekonfiguracji

Tyle tytułem ekspresowej prezentacji zestawu MAXimator, który umożliwi wielu konstruktorom podjęcie samodzielnych prób z układami FPGA, ponieważ dobre wyposażenie spotyka się tu z bezprecedensowo dobrą ceną: 149 PLN brutto!

Jak wynika z informacji udostępnionych przez producenta, stało się to możliwe dzięki połączeniu w projekcie sił kilku firm (w kolejności alfabetycznej są to: Altera, EBV Elektronik, NCAB i Semicon), które udostępniły część swoich zasobów na zasadach niekomercyjnych. Najwyraźniej przyświecały im szczytne idee propagacji ważnej dla rynku elektronicznego technologii FPGA, dzięki czemu możemy się cieszyć tanim zestawem z nowoczesnym FPGA w każdym domu...

Piotr Zbysiński, EP

Pozostałe artykuły

LPC54000. 2-rdzeniowe mikrokontrolery Cortex-M

Numer: Listopad/2017

Mikrokontrolery z serii LPC54000 są unowocześnionymi następcami popularnej rodziny LPC1700. Nowe mikrokontrolery charakteryzuje innowacyjna konstrukcja, bazująca na dwurdzeniowej jednostce CPU, integrującej Cortex-M4 i Cortex-M0+. Obecnie rodzina mikrokontrolerów LPC54000 jest podzielona na trzy główne podrodziny: LPC5410x, LPC5411x, LPC546xx. Kolejno omówimy ich parametry i możliwości.

ADAU1466 - nowy procesor DSP z rodziny Sigma DSP

Numer: Listopad/2017

Analog Devices ponownie rozszerza rodzinę Sigma DSP. Przedstawione na łamach EP procesory ADAU1452 doczekały się modyfikacji w postaci układu ADAU1466, który jest pierwszym przedstawicielem nowej linii Sigma DSP ADAU146x.

STM8S001J3 (2). Projekt referencyjny zestawu ewaluacyjnego

Numer: Listopad/2017

W sierpniu firma STMicroelectronics rozszerzyła 8-bitową rodzinę mikrokontrolerów STM8 o pierwszy układ w 8-pinowej obudowie ? STM8S001J3. Celem artykułu jest pokazanie, jak łatwe jest projektowanie urządzeń elektronicznych w oparciu o ten mikrokontroler. Jako przykład niech posłuży projekt referencyjny zestawu ewaluacyjnego, który składa się z dwóch płytek: płytki z mikrokontrolerem i płytki rozszerzeniowej.

Protokoły i moduły bezprzewodowe dla IoT (2)

Numer: Listopad/2016

Rozwój technologii IoT wymaga wsparcia przez odpowiednie protokoły i oprogramowanie. Można tworzyć własne standardy i sieci sensorów, jednak jest to nieopłacalne, ponieważ - myśląc globalnie - pojawi się problem spięcia naszej sieci z całą "resztą świata". Dlatego idąc w sukurs konstruktorom budującym urządzenia dla IoT firmy - producenci podzespołów wręcz prześcigają się tworząc różnego rodzaju udogodnienia. Do takich, ...

8-bitowa kontrofensywa (1). Nowe peryferie mikrokontrolerów PIC

Numer: Listopad/2016

Microchip, jeden z największych na świecie graczy w obszarze projektowania i produkcji mikrokontrolerów, wymyślił strategię, dzięki której użytkownicy poszukujący nieskomplikowanych mikrokontrolerów chętnie sięgną po 8-bitowe, sprawdzone mikrokontrolery PIC. Zastosowano pomysłowe połączenie starego, ale sprawdzonego i bardzo popularnego rdzenia PIC16 z nietypowymi, nowatorskimi peryferiami, pracującymi niezależnie od rdzenia (core ...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Grudzień 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym