Cours FPGA – Tout ce que vous devez savoir sur le cours Dot Matrix VHDL
Je suis ravi d'annoncer que le cours VHDL et FPGA sur lequel je travaille depuis six mois commence à se terminer. Le cours est actuellement en version bêta et je prévois de le lancer pour la première fois cet automne.
À qui s'adresse la formation FPGA ?
Le cours FPGA est destiné au développeur qui connaît d'autres langages de programmation mais qui est novice en matière de VHDL et de FPGA. Ce cours vous fera passer du niveau débutant ou intermédiaire à la compréhension et à l'utilisation des constructions de codage VHDL avancées.
Le cours est parfait pour l'ingénieur logiciel professionnel qui a été chargé du développement FPGA. Il convient également aux étudiants ou aux indépendants qui s'intéressent à la conception matérielle, envisageant peut-être une transition de carrière vers le développement FPGA.
Toute personne ayant des compétences de base en programmation peut bénéficier de l'approche pratique que ce cours vous enseigne. Nous développons un produit réel et physique à partir de zéro. Je vous montre exactement comment j'aurais résolu ce problème s'il m'avait été demandé en tant qu'ingénieur FPGA.
Le projet
Un contrôleur d'affichage LED à matrice de points est le produit que nous créons dans ce cours. Les écrans LED à matrice de points sont couramment utilisés pour les grands panneaux d'affichage extérieurs ou les affichages d'informations de nos jours. Bien qu'ils aient été utilisés pour des appareils plus petits tels que des montres numériques et des distributeurs automatiques avant l'avènement des écrans LCD bon marché.
Vous pouvez faire le cours comme un exercice de simulation uniquement si vous préférez. Vous n'avez pas besoin d'acheter de matériel ni même de carte de développement FPGA. Mais vous pouvez créer votre propre prototype si vous le souhaitez, toutes les informations sont incluses dans le cours.
Le kit d'évaluation Lattice iCEstick FPGA est la carte de développement FPGA utilisée dans ce cours. Cette carte à 25 $ comprend un FPGA iCE40 HX1K avec 1280 éléments logiques et 64 Ko de RAM en bloc, ce qui est plus que suffisant pour notre application. La carte iCEstick peut être branchée directement sur une planche à pain, ce que nous ferons lors de la création du prototype.
Nous créons une implémentation FPGA capable de contrôler un écran LED à matrice de points 8 × 8 avec 64 LED. Le FPGA stockera des informations dans le bloc RAM sur la façon de rendre chaque caractère ASCII.
Vous pourrez envoyer du texte au FPGA en utilisant le connecteur USB présent sur la carte FPGA. Le texte est affiché sur l'écran à matrice de points au fur et à mesure que nous tapons dans le terminal série de l'ordinateur. Le FPGA renverra les caractères au terminal série à l'aide de l'émetteur-récepteur UART que nous créons dans le cours.
Voir la nomenclature (BOM) pour toutes les pièces, consommables et outils utilisés pour créer le prototype.
Structure du cours FPGA
Les 120 conférences sont divisées en 17 sections, avec des vidéos d'une durée moyenne de 10 minutes. J'ai intentionnellement divisé les choses compliquées en plusieurs conférences plus courtes pour les rendre plus gérables. Chaque section couvre un module VHDL, un banc d'essai ou un concept de conception VHDL et FPGA. Ce cours ne laisse rien de côté, tous les concepts et décisions de conception sont expliqués.
Dans la section Mise en route section, nous installons le logiciel requis et configurons l'environnement de développement. La section suivante présente la carte de développement Lattice iCEstick FPGA, ainsi que le schéma analogique de l'affichage à matrice de points et le circuit de support.
J'expliquerai tout ce que je fais dans les sessions de codage afin que vous puissiez suivre les progrès, même si vous n'avez que des connaissances de base en VHDL. Vous pouvez relier le code que nous écrivons à tout autre langage de programmation que vous connaissez peut-être.
L'éditeur Visual Studio Code (VSCode) avec un plug-in VHDL est utilisé dans ce cours. VSCode est l'un des éditeurs de programmation les plus populaires du moment, et il est entièrement gratuit. Nous utilisons les extraits de modèle du plugin VHDL pour éviter de passer du temps sur du code trivial et répétitif. Cependant, VSCode n'est pas un IDE qui complète le code automatiquement sans que vous ne compreniez vraiment ce qui se passe.
Nous synthétisons chaque module VHDL individuellement et examinons le schéma créé par l'outil de synthèse. Nous faisons cela comme le dernier cours de chaque section de codage qui produit un module de production RTL (register-transfer level). Ces leçons vous enseignent des compétences précieuses pour comprendre comment chaque ligne de code est traduite en logique numérique.
Le cours Dot Matrix LED Controller FPGA vous enseigne les bonnes techniques de conception VHDL. Faites-le correctement la première fois que vous allumez la puce en créant un banc d'essai pour chaque module, à chaque hiérarchie de conception. Les essais et erreurs ne sont pas une stratégie viable lors du développement de matériel. Le cours vous apprend à développer des bancs de test d'auto-vérification en tant qu'ingénieur FPGA professionnel.
L'édition étudiante ModelSim PE est utilisée dans le cours car il s'agit du simulateur VHDL le plus couramment utilisé. L'édition étudiante du simulateur peut être téléchargée gratuitement; ceci s'applique à tous les logiciels utilisés dans ce cours.
Enfin, nous terminons le cours en créant le prototype physique sur la maquette et en implémentant la conception sur le FPGA. Le moment de vérité est lorsque nous connectons l'appareil à l'ordinateur via le port USB et tapons dans le terminal série. Les caractères apparaîtront-ils sur l'écran LED à matrice de points ?
C'est alors que les avantages d'avoir un régime de vérification rigoureux deviennent évidents. Les problèmes auxquels nous sommes confrontés sont beaucoup plus faciles à résoudre qu'une puce qui ne répond pas, ce qui est probablement le premier résultat pour un projet purement amateur de FPGA.
Ce que vous apprendrez du cours FPGA
Vous apprendrez comment aborder une tâche en tant qu'ingénieur FPGA professionnel. Le cours transformera vos compétences VHDL à un niveau où vous vous sentirez en confiance pour entreprendre n'importe quelle tâche VHDL.
Ce sont certaines des choses que ce cours vous apprendra :
Fonctionnalités VHDL avancées
- Packages, enregistrements et sous-programmes
- Types protégés (classes VHDL)
- Types d'accès (pointeurs VHDL)
- Génériques
- Attributs de signal tels que
'last_eventou'stable - Fonctionnalités VHDL-2008 telles que la référence de signal hiérarchique
Stratégies de banc de test avancées
- Composant de vérification
- Modèle fonctionnel du bus
- Banc de test VHDL à vérification automatique
- Banc de test interactif piloté par TCL
Utilisation des outils de conception FPGA
- Simulateur ModelSim VHDL
- Logiciel de synthèse Synplify Pro
- Logiciel de conception Lattice iCEcube2
- Affectation des broches et contraintes d'horloge
- Synthèse, lieu et parcours
Vous voulez en savoir plus sur le cours ?
Mise à jour le 21 septembre 2019 : J'ai terminé le cours.
Cliquez ici pour voir le programme du cours
Ouvre :
À déterminer .
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