[FPGA] MAXimator – tani starter kit z układem Altera MAX10

Projekt MAXimator powstał dzięki współpracy firm:

Produkcja PCB http://www.ncabgroup.com/pl/	Montaż podzespołów http://www.semicon.com.pl	Projekt, produkcja i support http://www.kamami.pl

Układy FPGA MAX10 http://www.altera.com	Podzespoły http://www.ebv.com

Jednym z najczęściej zgłaszanych przez elektroników zastrzeżeń do układów FPGA był wysoki koszt „startowy” rozpoczęcia przygody z tymi układami. Opracowany i produkowany w Polsce zestaw MAXimator ten pogląd równa z ziemią, dając jednocześnie kontakt z najnowszymi rozwiązaniami FPGA dostępnymi na świecie. A oprogramowanie narzędziowe jest dostępne bezpłatnie…

Konstruktorzy zestawu MAXimator wpadli na dobry pomysł, który ma szanse zachęcić wielu początkujących odbiorców do próby przeżycia przygody z tą zaawansowaną technologią: opakowali bowiem niezwykle nowoczesny układ FPGA o dużych zasobach logicznych w płytkę zgodną z Arduino Uno Rev. 3, łącząc w pewien sposób „ogień z wodą”. „Ogniem” jest tajemnicza architektura FPGA, a „wodą” oswojony w powszechnej świadomości świat Arduino, w skład którego wchodzą m.in. tanie, dostarczane przez wielu producentów shieldy, wyposażone w szereg różnych układów peryferyjnych.

Fot. 1. Płytka bazowa MAXimator może współpracować z różnymi shieldami Arduino

Fot. 2. W skład zestawu wchodzi shield z wyświetlaczami LED, diodami świecącymi RGB, przyciskami i analogowym sensorem temperatury

Na fotografii 1 pokazano przykład użycia zestawu MAXimator z produkowanym przez KAMAMI.pl shieldem KAmodUniExp (m.in. z Bluetoothem), na fotografii 2 widać z kolei MAXimatora z shieldem o nazwie MAXimator Expander wyposażonym w 4-cyfrowy zestaw wyświetlaczy LED, 2 diody LED-RGB, trzy przyciski (w tym jeden RESET) oraz analogowy czujnik temperatury. Wygląd płytki tego ekspandera (który wchodzi w skład zestawu) pokazano na fotografii 3.

Fot. 3. Widok ekspandera MAXimator Expander, który wchodzi w skład wyposażenia zestawu

Wyposażenie zestawu MAXimator oraz duże zasoby logiczne zastosowanego FPGA z rodziny Altera MAX10 (10M08) umożliwiają implementację w FPGA różnorodnych projektów, także bliskich projektom mikrokontrolerowym, w czym pomocne są złącza dla shieldów Arduino (zgodne z formatem Uno Rev. 3). Wszystkie linie cyfrowe są przystosowane do współpracy z układami cyfrowymi zasilanymi napięciami 3,3 lub 5 V, w czym pomagają dwukierunkowe konwertery TXS0108 firmy Texas Instruments.

Na potrzeby testów wbudowanego w FPGA konwertera ADC zestaw wyposażono w analogowy potencjometr, który we własnej można wykorzystać jako manipulator-nastawnik. Interfejsy VGA i HDMI (z opcjonalnymi kanałami CEC i DDC) umożliwiają dołączenie do zestawu monitorów lub wyświetlaczy, złącze karty MicroSD tworzy wygodną „przystań” dla pamięci masowej, ponadto użytkownik ma do swojej dyspozycji 4 LED sterowane z linii GPIO układu MAX10, generator kwarcowy dołączony do globalnego wejścia zegarowego FPGA, a także złącze dla modułu konwertera USB/UART, który zapewnia wygodną komunikację projektu użytkownika zaimplementowanego w FPGA z komputerem. Rozmieszczenie najważniejszych elementów zestawu MAXimator i przypisanie funkcji do wyprowadzeń FPGA pokazano na rysunku 4.

Rys. 4. Rozmieszczenie elementów wyposażenia zestawu MAXimator i przypisanie funkcji wyprowadzeń w FPGA

Płytka MAXimator nie ma wbudowanego programatora-konfiguratora JTAG, ale niezbędny interfejs – w pełni zgodny z alterowskim USB Blasterem – wchodzi w skład standardowego wyposażenia zestawu (fotografia 5). Dzięki zastosowaniu rozwiązań w 100% zgodnych ze standardami Altery, użytkownicy programatora nie będą napotykali na problemy związane z brakiem kompatybilności driverów ze sprzętem, znane użytkownikom dostępnych na rynku pirackich wersji USB Blastera.

Fot. 5. Wygląd płytki programatora USB Blaster, który wchodzi w skład wyposażenia prezentowanego zestawu

Jak widać, MAXimator jest naprawdę kompletnym zestawem narzędzi dla początkujących z FPGA, a dzięki dobremu pomysłowi biznesowemu (projekt jest współsponsorowany przez konsorcjum firm: Semicon, EBV, KAMAMI, Altera i NCAB) całość jest dostępna w nieprawdopodobnej cenie: 149 PLN brutto. Miłej zabawy!

Andrzej Gawryluk