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Jahr: 2015
ISBN-10: 3110 4029 63

Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ?

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Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ?

Beitragvon chahid » Do 27. Mär 2014, 19:12

Hallo,

Ich bin digital designer und habe keine Ahnung ueber fast prototyping, darum bite ich Sie um Hilfe und Orientierung.
Ich moechte ein design von etwa 100 tausend gatter RS Decoder in einem FPGA Board testen.
Das decoder hat 32 bits input bus und 32 bit ouput bus und braucht zwei Speicher Banks (input Bank und Output Bank).
Im folgenden werde ich die moeglichen Arbeitsconfigurationen erlaeutern.

1) Minimale Configuration :
Input speicher bank 1 Mbit (2^15 x 32 bits)
Output speicher bank 1 Mbit (2^15 x 32 bits)

input bus (32 bit) at 50 Mhz
output bus (32 bit) at 50 Mhz
RS decoder arbeitet mit 50 Mhz



2) Ideale Configuration :
Input speicher bank 2 Mbit (2^16 x 32)
Output speicher bank 2 Mbit (2^16 x 32)

input bus (32 bit) at 250 Mhz
output bus (32 bit) at 250 Mhz
RS decoder arbeitet mit 250 Mhz


mit der Annahme dass der RS Decoder diese geschwindigkeit gut vertraegt.


Ich habe an on-shelf Board von xilinx gedacht, ich habe welche auf dem net gesehen unter 500 dollar,
bitte was wuerden Sie mir empfehlen ? muss der speicher innerhalb des FPGAs integriert sein ?
Wie kan man das ganze zeug controllieren, Jtag, USB oder RS232 ? Mein budget darf nicht 400/500 dollar uebersteigen.
Wie kann man die betnutzeroberflaeche bilden (speicher landen und ausladen, starten) ?
Ich danke Ihnen sehr herzlich und entschuldigen Sie mein schlechtes Deutsch !

mit freundlichen Gruessen Chahid
PS: Bitte um entschuldigung falls ich an falsche stelle mein post abgesendet habe
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Re: Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ?

Beitragvon Tobias » Fr 28. Mär 2014, 09:11

Hallo Chadid,

auf den ersten Blick würde ich sagen ein Xilinx FPGA der Familie Artix-7 (max. 215K Logic Cells und 13Mbit Block RAM) sollte ausreichend sein. Du müsstest allerdings den größten Artix XC7A200T verwenden. Nur dieser hat ausreichend Logic Zellen.

Bevor du etwas kaufst würde ich allerdings eine VHDL/Verilog Design-Erstellung in der ISE oder Vivado vornehmen. Nach einer Synthese zeigt dir die Software die benötigten Elemente deines Designs an und du kannst gegebenenfalls einen kleineren FPGA auswählen. Erst mit diesen Informationen würde ich mich auf die Suche nach einem geeigneten Board machen.

Bei der Anzahl der Gatter welche du genannt hast, haben die neueren FPGAs meist eh eine für deine Anwendung ausreichende Anzahl von On-Chip Block RAMs. Daher wwürde ich den auch bevorzugen.

Die Konfiguration des FPGAs erfolgt im einfachsten Fall über JTAG (evtl. schon On-Board) sonst benötigst du noch ein Platform Cable USB (II) für Xilinx oder einen USB-Blaster für Altera FPGAs. Die kosten aber nochmal zusätzliches Geld, daher schauen ob der Programmer schon mit auf dem Evalboard zu finden ist.

Wo kommen deine zu dekodierenden Daten her? Von einem PC? Sollen sie nach der Dekodierung wieder an den PC zurück gegeben werden? Dann ist evtl. ein USB-Port als Virtueller COM-Port vielleicht schon die einfachste und am schnellsten zu realisierende Schnittstelle.

Was meinst du mit Benutzeroberfläche? Display direkt am FPGA angeschlossen oder als Frontend auf einem PC?

Welche Vorkenntnisse (VHDL/Verilog) im Umgang mit FPGAs hast du bereits?

Viele Grüße

Tobias
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Re: Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ?

Beitragvon chahid » Sa 29. Mär 2014, 06:26

Hallo Tobias,


Erstens besten Dank fuer Deine Antwort und Deine nette Hilsfbereitschaft, ich habe gestern abend versucht Dir zu antworten, als ich fast fertig war, der site "fpga-talk" hat mich rausgeschmiessen und habe alles verloren was ich geschrieben habe. Naja jetzt schreibe ich in einer Text Datei dann poste ich !! Deine Idee das Design unter Webpack zu testen, finde ich sehr gut, heute ist es mir gelungen das Zeug zu installieren und die free license zu bekommen. Ich brauche ein bisschen Zeit um die ganze Sache in Griff zu bekommen. Mein Design ist ein ASIC RTL code, synthesiesbar, vielleicht nicht ganz optimal fuer FPGA. Der Zweck dies unter FPGA zu bringen, is nur wegen simulationzeit, so die FPGA wuerde als ein Hardware Accelerator dienen. Die Daten werden mit C-model generiert, etwa 2 Mbit und sollten einfach
in den Speicher geladen werden, die werden dann mit dem "Encoder/Decoder" verarbeitet, dann rausgeladen und analysiert (dazu muesste vielleicht ein C++/schnittstelle bilden die diese Kontrolle ermoeglicht) . Mit benutzeroberflaeche meinte ich (user interface), fuer Fastprototyping ist mir jetzt klar, seitdem vivaldo installiert habe, (interface wie man elabration,synthese,implementieriung davor kannte ich es nicht). Was haeltest Du von Altys Board spartan6 LX45 ? falls es flaechenmassig ausrecheichen wuerde !! Ich muss zugeben, das ich keine Ahnung von Board design haben, un brauche etwas funktionsbereit ! Ich dachte an den DDR ram, es koennte fuer die Daten benutzt ?? Bleibt die Frage der Geschwindigkeit (32 bit bus at min. 50Mhz or max. 250Mhz) ??


Nochmal vielen dank,
mit freundlichen Gruessen
Chahid
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Re: Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ?

Beitragvon chahid » Sa 29. Mär 2014, 07:23

Hallo Tobias,

Die synthese is gut gelaufen, es sind weniger als 2000 logic cells, ich habe in meinem post von 100K gates gesprochen das war im ASIC Jargon, ein Gatter is ein "2 input Nand", ich wuerde sagen Xilinx FPGA logic cell koennte -je nach technology" 20 bis 40 gates ausgleichen. Ein FPGA mit 50K logic cellen wuerden vollkommen ausreichen.

mit Freundlichen gruessen

Chahid
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Re: Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ?

Beitragvon Tobias » Mo 31. Mär 2014, 07:04

Hallo Chadid, :D

dann reicht der LX45 auf jeden Fall wenn du nur 2000 Logil Zellen benötigst. Das Atlys-Board sieht ganz gut aus. Verfügt auf jeden Fall über genügend Peripherieschnittstellen. Ethernet, RS232 oder USB2.0 für den Datenaustausch mit dem Board sind auch vorhanden. Also spricht nix dagegen.

Den DDR-RAM kannst du auf jeden Fall für deine Daten verwenden. Du benötigst dann nur einen IP-Core der die Ansteuerung übernimmt. Weil die als Anfänger in VHDL oder Verilog zu entwerfen ist echt Fummelarbeit. Als User-Interface bietet sich ein Touchdisplay an. Hier stellt sich aber ebenfalls die Frage der Ansteuerung, daher würde ich das User.-Interface erstmal auf dem PC laufen lassen und die Anwendung von da aus steuern.

Kannst ja, wenn du soweit bist mal nen genaueren Designaufbau deines Systems posten... ;)

Viele Grüße

Tobias
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Re: Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ?

Beitragvon chahid » Mo 31. Mär 2014, 20:44

Hallo Tobias,

Ich habe mich ein bisschen rum gegoogelt und bin zu folgendem gekommen:

Es bieten sich zwei moeglichkeiten Digilent Atlys Spartan 6 LX45 (PREIS $370)
und Cyclone III FPGA Starter Kit (PREIS $200). Ich moechte gern Deine (bzw. Eure) Meinung haben,
ich komme sehr gut zurecht mit dem design (RTL code), aber weniger mit dem Umgang von
installationen und treibern, usw.


Wichtig fuer mich das der Board unter Ubuntu 12.04 Linux platform laueft,
es soll einfach durch PC zu steuern ohne zusaelichen Aufwand. Und das ich einfach zu allen Speichern
zugreifen kann mit dem gelieferten Zeugen. Das Clocksytem einfach zu bilden, es gibt ein PLL im Spartan6,
ich weiss nicht ob es der Fall ist im Cyclone III.

Besten Dank,

mit freundlichen Gruessen Chahid.

Here sind die beiden Configuration :


1) ######### Digilent Atlys Spartan 6 LX45 FPGA (PREIS $370)

----------- Xilinx Spartan-6 LX45 FPGA, 324-pin BGA package
----------- 128Mbyte DDR2 16-bit wide data
----------- 10/100/1000 Ethernet PHY
----------- On-board USB2 ports for programming & data transfer
----------- USB-UART and USB-HID port (for mouse/keyboard)
----------- Two HDMI video input ports & two HDMI output ports
----------- AC-97 Codec with line-in, line-out, mic, & headphone
----------- Real time power monitors on all power rails
----------- 16Mbyte x4 SPI Flash for configuration & data storage
----------- 100MHz CMOS oscillator
----------- 48 I/O’s routed to expansion connectors
----------- GPIO includes 8 LEDs, 6 buttons, & 8 slide switches
----------- Ships with a 20W power supply and USB cable



6,822 slices each containing four 6-input LUTs and eight flip-flops
2.1Mbits of fast block RAM
4 clock tiles (8 DCMs & 4 PLLs)
6 phased-locked loops
58 DSP slices
500MHz+ clock speeds

Der Atlys board kann "Digilent Adept" software gesteuert



2) ######### Cyclone III FPGA Starter Kit (PREIS $200)

The Cyclone III FPGA Starter Development Kit is RoHS-compliant and features:

----------- Cyclone III EP3C25F324 FPGA
----------- Embedded USB-Blaster™ circuitry (includes an Altera EPM3128A CPLD) allowing the download of FPGA configuration files via the user's USB port
----------- 256 megabits (Mb) of DDR SDRAM
----------- 1 megabyte (MB) of synchronous SRAM
----------- 16 MB of Intel P30/P33 flash memory
----------- 50 MHz onboard oscillator
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Re: Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ?

Beitragvon Tobias » Di 1. Apr 2014, 16:10

Hallo Chahid,

also ich persönlich bevorzuge Altera. Das ist allerdings subjektiv und jeder soll/kann selbst entscheiden. Die Software erschien mir bis jetzt immer stabiler und aufgeräumter.

Bei dem Altera Board (Cyclone III FPGA Starter Kit) hast du natürlich nicht die Auswahl an möglicher On-Board-Peripherie. Du müsstest bei diesem Board noch ein Daugtherboard kaufen für evtl. Ethernet oder so.

Schau dir mal das DE1-SoC Board an. Bei dem Preis und der Peripherie echt unschlagbar, und du hast auch gleich einen Dual-Core Cortex-A9 im FPGA fest integriert. Ob du ihn nutzt ist erstmal egal, geht auch ohne. Aber für spätere Projekte evtl. net schlecht.

Altera Quartus II läuft auf alle Fälle auf nen Red Hat Enterprise Linux 5. Ob es auch auf einem Ubuntu tut was wes soll kann ich nicht sagen. Müsste man mal ausprobieren.

Ansonsten bleib bei Xilinx (ist bei Xilinx und Altera eigentlich echt völlig egal, beide Vor- und Nachteile). Wenn du die Software dort lauffähig und dich nun schon eingearbeitet hast.

Viele Grüße

Tobias
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Re: Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ?

Beitragvon chahid » Di 1. Apr 2014, 17:55

Danke Tobias, Du hast voellig recht. Ich bin dabei den Quartus zu installaieren und sehe wie es functionniert. Weisst Du ob der DRam kontroller, im Preis inclusiv ist oder nicht, weil manchmal man hat den FPGA und muss noch fuer den IP's bezahlen. Auf jeden ich danke Dir sehr herzlich, und werde ich mich noch melden.

mit freundlichen Gruessen
Chahid
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Re: Bitte um Ratschlaege fuer FPGA board ? Board is da!

Beitragvon chahid » Sa 12. Apr 2014, 11:22

Hallo Freunde,

Es is soweit, ich habe mein brandneues FPGA Board bekommen. Es is ein Cyclone III Starter Kit. Es ist mehr als genug fuer meine Application. Ich habe es bei Mouser.com bestellt fuer 200 Euros. Es gibt billigeres bei ben Asiaten, ich habe aber die Dienstleistung gewaehlt und war nicht entauescht. Es funktioniert mit Quartus ii 13.1 Web edition.
Die FPGA programmierung mit dem .sof file habe hingekriegt. Ich habe ein kleines project mit Sram und address counter gebildet, ich konnte den SRAM mit einem .mif file initializieren, der wird bei der RAM konstruction in der MegaWizardfunction eingegeben.
Mein problem jetzt ? Ich moechte wissen, wie ich den RAM inhalt wiederlese ? muss ich irgendwelche instance im Design miteinbedde ?


mit freundlichen Gruessen Chahid

PS: Ein zeug heisst Control Panel wurde mitgeliefert, womit man den Board testen kann und anscheinend auch ein Speicherzugriff erlaubt,der laeuft aber nur unter Windows ? Wenn moeglich moechte ich alles durch Quartus ii abwickeln !!
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