BeagleBone et Raspberry Pi bénéficient de modules complémentaires FPGA

À la Maker Faire de New York, ValentFX a présenté deux cartes FPGA open source qui s'empilent avec les SBC BeagleBone et Raspberry Pi, et a également dévoilé BBot, un robot de service de boissons basé sur BeagleBone et construit avec une version de carte FPGA antérieure. Les cartes d'extension FPGA utilisent les FPGA Xilinx Spartan 6 LX9, offrent une extension Arduino et PMOD et sont prises en charge avec le code Linux open source pour les deux SBC ARM.

Lors de la Maker Faire de l'année dernière à New York, ValentFX a dévoilé sa première carte Logi, la Logi-Mark1 à l'époque alpha, qui comprend l'extension de blindage Arduino et prend en charge l'intégration avec les SBC BeagleBone et Raspberry Pi. Le week-end dernier à la Maker Faire New York 2013, la société a présenté la Mark1 entièrement cuite et a lancé deux cartes de nouvelle génération :Logi-Bone pour le BeagleBone Black et Logi-Pi pour le Raspberry Pi. ValentFX a également présenté sa conception de référence de robot BBot, basée sur le Logi-Mark1 (voir plus loin ci-dessous).

Aucune des cartes n'est encore disponible pour la vente aux consommateurs, mais des schémas, des manuels et du code pour les conceptions encore en développement ont été publiés. Lors de la foire, le fondateur de ValentFX, Michael Jones, a déclaré à LinuxGizmos qu'ils discutaient avec des distributeurs et envisageaient de lancer une campagne Kickstarter dans quelques mois.

Un code open source a été publié pour le correctif Logi-Kernel Linux et le programme Logi Loader Linux qui communique à partir des cartes BeagleBone et Pi et des cartes Logi. Il existe également un programme Appstore optimisé de la même manière pour chaque SBC ARM, permettant un téléchargement facile des applications. De plus, le code HDL (langage de description matérielle) pour le FPGA Xilinx Spartan 6 LX9 a été mis à disposition, ainsi que des didacticiels sur la prise en main de la programmation HDL.

La famille Spartan-6 se situe au bas de la gamme de matrices de portes programmables sur site (FPGA) Xilinx. En revanche, le système sur puce hybride ARM/FPGA Zynq de Xilinx, qui est apparu dans de nombreux modules et cartes compatibles Linux comme le Parallella et le ZedBoard d'Avnet, utilise le plus puissant Artix-7. Le Zynq fournit également des processeurs ARM Cortex-A9 dual-core, et comme l'Altera Cyclone V similaire basé sur Cortex-A9, trouvé dans le kit de développement Sockit d'Arrow, offre une interconnexion AXI4 haute vitesse entre les sous-systèmes ARM et FPGA.

Jones admet que les connexions GPMC et I2C entre les cartes Logi et leurs homologues ARM sont beaucoup plus lentes. De plus, les cartes ARM compatibles offrent des processeurs Cortex-A8 plus lents avec le SoC 1GHz Cortex-A8 TI Sitara AM3359 sur le BeagleBone Black et le processeur 700MHz ARM11 Broadcom BCM2835 sur le Raspberry Pi. Le Logi-Bone peut également se connecter au BeagleBone White d'origine, mais n'est pas optimisé pour cela.

Alors que le Zynq permet un certain contrôle Linux du FPGA, et d'une manière beaucoup plus facile que le piratage des FPGA via HDL, il est beaucoup plus difficile à développer que les cartes Logi, affirme Jones. Bien que les prix n'aient pas encore été annoncés, les cartes Logi seront également moins chères que les cartes basées sur Zynq, dit-il, surtout si vous possédez déjà un BeagleBone ou un Raspberry Pi.

Les applications déjà développées par ValentFX incluent un mineur de bitcoin, une application de vision industrielle et des contrôleurs de véhicules autonomes et de robotique. Une autre application potentielle est la SDR (radio définie par logiciel), dit Jones.

Des pilotes sont fournis pour la programmation et la communication avec le FPGA à partir de l'environnement ARM Linux. Les API et les wrappers sont censés fournir un accès facile aux périphériques matériels personnalisés du FPGA à l'aide du bus wishbone. Les développeurs peuvent utiliser C/C++, ainsi que Python.

Le Logi-Bone et le Logi-Pi sont très similaires, les deux modèles ayant 256 Mo de RAM. La principale différence réside dans leur code optimisé pour la carte et leurs interconnexions avec le sous-système FPGA. Les deux utilisent des signaux I2C et SPI pour communiquer entre les cartes, mais le Logi-Bone dépend également fortement de GPMC. Le Logi-Pi offre à la place des connexions UART et GPIO/PRGM supplémentaires.

Les Shields Arduino peuvent être connectés via l'interface commune Arduino x1, qui serait compatible avec plus de 200 Shields compatibles Arduino Due. Une option est fournie pour partager certains des signaux utilisés pour interconnecter les systèmes FPGA et ARM directement avec l'en-tête Arduino.

De plus, jusqu'à 59 périphériques compatibles PMOD peuvent être connectés via quatre ports d'extension Digilant PMOD. ValentFX a déjà conçu deux modules compatibles PMOD optimisés pour l'appareil :un module Logi-Cam et un module Logi-Edu.

Les écrans sont pris en charge via 10 paires LVDS de longueur réglée et le stockage est géré avec un port SATA. Des boutons-poussoirs et des commutateurs DIP sont également fournis. Quelque 32 signaux d'E/S FPGA sont accessibles via les ports d'extension Arduino et PMOD.

Pour plus de détails : BeagleBone et Raspberry Pi obtiennent des modules complémentaires FPGA