Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Glasgow Interface Explorer - sprzętowy debugger oparty na FPGA iCE40

ghost666 28 Dec 2020 16:51 348 0
  • Glasgow Interface Explorer - sprzętowy debugger oparty na FPGA iCE40
    W ostatnich miesiącach prezentowanych było już kilka interesujących modułów z analizatorami sprzętowymi czy systemów do inżynierwii wstecznej (jak debugger Ollie czy Tigard USB), które umożliwiają łączenie różnych interfejsów sprzętowych lub flashowanie oprogramowania układowego na różnego typu płytki docelowe.

    Poniżej prezentujemy kolejny tego rodzaju układ: Glasgow Interface Explorer. Oparta na układzie Lattice Semi iCE40 FPGA płytka jest opisywana jako "zaprojektowana dla projektantów sprzętu, amatorów inżynierii odwrotnej, archiwistów cyfrowych, hobbystów elektroników i wszystkich innych, którzy chcą komunikować się z szeroką gamą urządzeń cyfrowych przy minimalnym wysiłku".

    Specyfikacja Glasgow Interface Explorer:

    * FPGA - Układ Lattice iCE40HX8K;
    * USB - 1x port USB-C podłączony do szybkiego interfejsu USB FX2 o przepustowości 480 Mb/s;
    * Wyprowadzenia I/O:
    * 2x 8-kanałowe banki I/O z 16 wysoce elastycznymi liniami GPIO, każdy bank posiada:
    * Dedykowany programowalny liniowy regulator napięcia, konfigurowalny do napięcia od 1,8 V do 5 V i zapewniający do 150 mA prądu,
    * Dedykowany przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC), który może monitorować napięcie i prąd banku I/O, z ustawianymi progami wyzwalania przerwań;
    * Każde I/O obsługuje sygnały o częstotliwości do 100 MHz i posiada:
    * Dedykowany translator poziomów napięć z indywidualną kontrolą kierunku,
    * Dedykowany, sterowany programowo rezystor podciągający (do zasilania lub do masy) o rezystancji 10 kΩ,
    * Diody zabezpieczające przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) dla wszystkich wejść i wyjść,
    * Opcjonalny zestaw 14 par różnicowych wejść/wyjść, podłączonych bezpośrednio do FPGA dla szybkich interfejsów.
    * Dedykowane złącze SYNC.
    * 5 diod LED do wykorzystania przez użytkownika oraz 5 diod LED stanu modułu.

    Glasgow Interface Explorer - sprzętowy debugger oparty na FPGA iCE40


    Podobnie, jak w przypadku innych płyt z iCE40, układ FPGA można zaprogramować za pomocą różnych narzędzi FPGA typu open source, w tym Yosys, nextpnr i icestorm. 1BitSquared - firma stojąca za projektem - używa tych projektów razem z nMigen, aby zapewnić łatwe w użyciu Pythonowe API dla modułu. Glasgow Interface Explorer jest opisany w Pythonie 3. Logika interfejsu działająca na FPGA jest opisana przy użyciu nMigen, który jest oparty na języku Python DSL. Kod pomocniczy, który działa na komputerze-hoście, jest napisany w języku Python za pomocą asyncio.

    Tak więc architektura oprogramowania i sprzętu wysokiego poziomu wygląda następująco:

    Glasgow Interface Explorer - sprzętowy debugger oparty na FPGA iCE40


    W repozytorium na Githubie można znaleźć wszystko, co jest potrzebne, aby rozpocząć korzystanie z opisywanego sprzętu: oprogramowanie układowe, software i dokumentację. Ponieważ płytka jest oparta na FPGA, jest bardzo elastyczna, a lista rzeczy, które można z nią zrobić, jest dość długa:

    Protokoły standardowe:

    * UART
    * SPI
    * I²C
    * Odczyt i zapis pamięci EEPROM serii 24, pamięci Flash serii 25, pamięci Flash zgodnych z ONFI, równoległych pamięci EPROM serii 27/28/29 i innych pamięci EEPROM Flash,

    Interfejsy programowania i debugowania mikrokontrolerów i procesorów:

    * AVR z interfejsem ISP,
    * JTAG z automatycznym określaniem wyprowadzeń,
    * EJTAG dla niektórych procesorów MIPS,
    * JTAG dla procesorów ARC,
    * Automatycznie określ nieznane wyprowadzenia JTAG.
    * Interfejsy programowania strumienia bitowego dla FPGA i CPLD, na przykład programowanie i weryfikacja CPLD XC9500XL przez JTAG

    Pozostałe interfejsy:

    * Interfejsy radiowe - Komunikacja za pomocą układu nRF24L01(+), programowanie mikrokontrolerów nRF24LE1 i nRF24LU1(+),
    * Interfejsy dla czujników do pomiaru,
    * Wyświetlacze,
    * Interfejsy wideo,
    * Interfejsy audio.

    Ponadto system może działać jako analizator logiczny, generujący plik VCD do analizy za pomocą GTKWave lub Sigrok

    Glasgow Interface Explorer finansowany jest społecznościowo poprzez Crowd Supply. Za 139 dolarów otrzymać można najnowszą wersję (RevC) płytki wraz z pełnym zestawem kabli flywire, synchronizacyjnych i USB-C. Dostępna jest również opcjonalna obudowa z frezowanego CNC i anodyzowanego aluminium, która kosztuje dodatkowe 50 dolarów. Wysyłka do Stanów Zjednoczonych jest bezpłatna i zależy od wagi i miejsca przeznaczenia w innych krajach. Wysyłka zaplanowana jest na 31 maja 2021 roku.

    Źródło: https://www.cnx-software.com/2020/12/23/glasgow-interface-explorer-ice40-fpga-hardware-debugging-tool/

    Cool! Ranking DIY
    About Author
    ghost666
    Translator, editor
    Offline 
    Fizyk z wykształcenia. Po zrobieniu doktoratu i dwóch latach pracy na uczelni, przeszedł do sektora prywatnego, gdzie zajmuje się projektowaniem urządzeń elektronicznych i programowaniem. Od 2003 roku na forum Elektroda.pl, od 2008 roku członek zespołu redakcyjnego.
    ghost666 wrote 10183 posts with rating 8453, helped 157 times. Live in city Warszawa. Been with us since 2003 year.
  • HelukabelHelukabel