Обзор отладочных плат с программируемой логической интегральной схемой Altera, применяемых для обучения в университете | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 9 июля, печатный экземпляр отправим 13 июля.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Информационные технологии

Опубликовано в Молодой учёный №48 (338) ноябрь 2020 г.

Дата публикации: 25.11.2020

Статья просмотрена: 16 раз

Библиографическое описание:

Карпусь, К. С. Обзор отладочных плат с программируемой логической интегральной схемой Altera, применяемых для обучения в университете / К. С. Карпусь, А. П. Аверченко. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 48 (338). — С. 21-25. — URL: https://moluch.ru/archive/338/75597/ (дата обращения: 30.06.2022).



В данной работе рассматриваются платы Altera на базе ПЛИС.

Ключевые слова: программируемая логическая интегральная схема, плата, контроллер, интерфейс, светодиоды.

В настоящее время возрастает потребность в качественном производстве специализированных устройств, ускоряющих выполнения различных задач. Проектирование устройства для решения одной задачи экономически не востребовано, так как оборудования изготавливаются в нескольких экземплярах и имеют достаточно высокий диапазон цен.

Наиболее универсальным изобретением являются устройства, реализованные на микросхемах программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС).

Реализация на ПЛИС имеет преимущество перед оборудованием, реализация которого происходит в аппаратном виде, ведь переконфигурировать данное оборудование намного легче. ПЛИС используют для решения несложных операций над крупными объемами данных.

Рассмотрим устройства, разработанные на базе ПЛИС фирмы Altera.

А именно полноценные отладочные платы.

Недорогая макетная плата Mercury Code Cyclone V промышленного назначения.

Макетная плата Mercury Code Cyclone V

Рис. 1. Макетная плата Mercury Code Cyclone V

DBC5CEFA7 — четвёртое поколение макетных плат на основе недорогой ПЛИС FPGA 5CEFA7F27C7N

Ряд периферийных устройств промышленного назначения который реализован на плате.

Состав платы имеет:

– двухканальный контроллер 10/100 Мбит/ с Ethernet

– приемопередатчик сдвоенный CAN

– приемопередатчик RS-485 четерыхканальный

– одноканальный приемопередатчик RS-232

– интерфейс LVDS низковольтный дифференциальный для подключения TFT ЖКИ

– восемь светодиодов

– четыре кнопки — клавиши навигации

Интерфейс платы оснащен 32-мя линиями ввода/ вывода общего назначения (GPIO) с уровнем сигнала 3.3 В, 16-ю линиями ввода/вывода, уровень сигнала которых может быть определен пользователем. Также 16-ю линиями с уровнем сигнала 24 В для прямого назначения с программируемыми логическими контроллерами.

Архитектура платы Mercury Code Cyclone V

Рис. 2. Архитектура платы Mercury Code Cyclone V

Отличительные особенности:

– ПЛИС FPGA 5CEFA7F23C7N

– Конфигурационная память EPCQ256

– Аппаратный контроллер 16-битной памяти DDR3

– Программный контроллер 8-битной памяти DDR3

– Электрически стираемая перепрограммируемая память (EEPROM) Atmel CryproMemory

– Интегрированный источник питания на 1.1 В / 1.5 В / 2.5 В / 3.3 В / 5 В / 12 В

– Внешний блок питания от сети 220 В

– Размеры: 100 мм x 103 мм

Недорогое функциональное инструментальное средство обеспечивает разработку и отладку приложений на базе ПЛИС типа Система-на-Кристалле семейства Cyclone V компании Altera.

Плата на основе ПЛИС FPGA сеиейства Cyclone V SoC

Рис. 3. Плата на основе ПЛИС FPGA сеиейства Cyclone V SoC

Плата выполнена на основе ПЛИС FPGA сеиейства Cyclone V SoC с процессорной подсистемой HPS на базе двухъядерного процессора ARM Cortex-A9, оснащенной набором периферийных модулей, контроллеры Ethernet, USB, SPI, I 2 C, UART интерфейсов, microSD карт памяти и линии ввода/вывода общего назначения.

Порты ввода/вывода подключены к разъемам, порты обеспечивают поддержку однополярных 3.3 Вт сигналов.

Отличительные особенности:

– ПЛИС FPGA семейства Cyclone V SoC: 5CSEBA6U23C7N

– Аппаратный двухъядерного процессора ARM Cortex-A9

– 110000 логических элементов

– 112 блоков DSP

– 5.4 Мбит RAM памяти

– Конфигурационная память EPCQ256

– Память DDR3 128Мх32

– Слот для карт памяти microSD

Плата DE0-Nano-SoC Kit/Atlas-SoC Kit

Рис. 4. Плата DE0-Nano-SoC Kit/Atlas-SoC Kit

Отличительные особенности :

– SoC: SE 5CSEMA4U23C6N

– RAM: 1GB DDR3 SDRAM

– Flash: нет

– Ethernet: 10/100/1000

– HDMI: нет

– Размер: 69x96 мм

– Arduino hesder: есть

– Цена: $99 (академическая цена $90)

структурная схема платы

Рис. 5. структурная схема платы

Заключение

После рассмотрения нескольких вариантов плат, мы можем сделать вывод, что можно подобрать плату с отличительными особенностями. Отладочные платы имеют необходимую инфраструктуру и набор портов и интерфейсов, на базе которых можно построить полноценное изделие.

Любой разработчик может найти плату, подходящую для выполнения необходимых задач. Отладочные платы купить можно практически в любой компании, которая занимается поставкой электронных компонентов.

Литература:

  1. Altera: DB5CEFA7 — макетная плата Mercury Code на базе ПЛИС FPGA серии Cyclone V компании Altera. — Текст: электронный // Новое в мире полупроводников: [сайт]. — URL: http://www.ebvnews.ru/category/technical/altera/page/2 (дата обращения: 23.11.2020).
  2. Шишкин, Ф. Д. Особенности программируемых логических устройств / Ф. Д. Шишкин, Н. В. Горячев, В. А. Трусов. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 1 (81). — С. 115–117. — URL: https://moluch.ru/archive/81/14747/ (дата обращения: 23.11.2020).
  3. Продукция корпорации Altera. — Текст: электронный // Продукция корпорации Altera: [сайт]. — URL: http://altera.ru/production.html (дата обращения: 23.11.2020).
Основные термины (генерируются автоматически): FPGA, ARM, RAM, плат, ПЛИС, уровень сигнала, Конфигурационная память, общее назначение, программируемая логическая интегральная схема, промышленное назначение.


Похожие статьи

Сравнение программируемой логической интегральной схемы...

 Программируемая интегральная схема (ПЛИС, Programmable logic device, PLD)

Состав программируемой интегральной схемы: Трасса — металл, который напаян на слои

Отличия ПЛИС и микроконтроллера. ПЛИС программируется на уровне железа, по всей площади...

Особенности программируемых логических устройств

В последние годы программируемые логические устройства (PLD) почти заменили логические устройства специального назначения, такие как счетчики, мультиплексоры, и т. д. PLD — чип, который может быть запрограммирован один или несколько раз для выполнения множества...

Реконфигурируемые вычислительные модули на базе схем...

Рис 1. Общая схема реконфигурируемого модуля на ПЛИС. Такой подход позволяет сократить число используемых в проекте микросхем (в некоторых случаях вообще до одной – самой ПЛИС), что в свою очередь упрощает схему проекта и разводку печатной платы.

Применение программируемых логических интегральных схем...

...компонентной базы — программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Количество занимаемых логических ячеек для блока реализующий код Хэмминга на FPGA. Их можно применять для исправления ошибок во многих системах: устройствах памяти...

Сравнительный анализ полностью заказных СБИС, ПЛИС и СБИС...

Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС, англ. Field-Programmable Gate Array, FPGA) — микросхемы, используемые в основном для работы с цифровой информацией (однако, есть и FPGA с включением аппаратных блоков микропроцессоров, АЦП/ЦАП...

Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС...

ПЛИСинтегральная схема регулярной структуры на основе логических ячеек (Logic cell), но с программируемыми связями и элементами памяти, позволяющая реализовывать на ней различные устройства. В отличие от БМК, ПЛИС выпускаются полностью готовыми, в них...

Технология и области применения программируемых...

Технология и области применения программируемых логических интегральных схем.

ПЛИС с УФ-стиранием изготавливаются в керамических корпусах с окном. Стирание происходит при облучении ПЛИС УФ-излучением с заданными параметрами.

Программируемые логические интегральные схемы...

Программируемые логические интегральные схемы и перспективы их развития.

Программируемые логические интегральные схемы — являются одним из наиболее

Управление электронными ключами происходит посредством специальной памяти.

Похожие статьи

Сравнение программируемой логической интегральной схемы...

 Программируемая интегральная схема (ПЛИС, Programmable logic device, PLD)

Состав программируемой интегральной схемы: Трасса — металл, который напаян на слои

Отличия ПЛИС и микроконтроллера. ПЛИС программируется на уровне железа, по всей площади...

Особенности программируемых логических устройств

В последние годы программируемые логические устройства (PLD) почти заменили логические устройства специального назначения, такие как счетчики, мультиплексоры, и т. д. PLD — чип, который может быть запрограммирован один или несколько раз для выполнения множества...

Реконфигурируемые вычислительные модули на базе схем...

Рис 1. Общая схема реконфигурируемого модуля на ПЛИС. Такой подход позволяет сократить число используемых в проекте микросхем (в некоторых случаях вообще до одной – самой ПЛИС), что в свою очередь упрощает схему проекта и разводку печатной платы.

Применение программируемых логических интегральных схем...

...компонентной базы — программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Количество занимаемых логических ячеек для блока реализующий код Хэмминга на FPGA. Их можно применять для исправления ошибок во многих системах: устройствах памяти...

Сравнительный анализ полностью заказных СБИС, ПЛИС и СБИС...

Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС, англ. Field-Programmable Gate Array, FPGA) — микросхемы, используемые в основном для работы с цифровой информацией (однако, есть и FPGA с включением аппаратных блоков микропроцессоров, АЦП/ЦАП...

Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС...

ПЛИСинтегральная схема регулярной структуры на основе логических ячеек (Logic cell), но с программируемыми связями и элементами памяти, позволяющая реализовывать на ней различные устройства. В отличие от БМК, ПЛИС выпускаются полностью готовыми, в них...

Технология и области применения программируемых...

Технология и области применения программируемых логических интегральных схем.

ПЛИС с УФ-стиранием изготавливаются в керамических корпусах с окном. Стирание происходит при облучении ПЛИС УФ-излучением с заданными параметрами.

Программируемые логические интегральные схемы...

Программируемые логические интегральные схемы и перспективы их развития.

Программируемые логические интегральные схемы — являются одним из наиболее

Управление электронными ключами происходит посредством специальной памяти.

Задать вопрос