यहूदी बस्ती प्रोग्राम करने योग्य तर्क (सीपीएलडी) विकास प्रणाली: 13 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:24

पिछले कई महीनों से मैं एवीआर प्रोसेसर के लिए यहूदी बस्ती विकास प्रणाली का आनंद ले रहा हूं। वास्तव में, यह लगभग शून्य डॉलर का उपकरण इतना आकर्षक और उपयोगी साबित हुआ है कि इसने मुझे आश्चर्यचकित कर दिया कि क्या इस अवधारणा को FPGA/CPLD विकास में भी विस्तारित करना संभव है। (FPGA: फील्ड प्रोग्रामेबल गेट ऐरे। CPLD: कॉम्प्लेक्स प्रोग्रामेबल लॉजिक डिवाइस।) इसलिए मैंने वेब पर थोड़ी खुदाई की और Atmel CPLD के लिए एक डेवलपमेंट सिस्टम लेकर आया। अल्टेरा उपकरणों के साथ तुलना उनके पिनआउट को समान दिखाती है (नीचे दिए गए प्रतिबंधों के भीतर), इसलिए वे भी काम करेंगे। विकास बोर्ड और इंटरफ़ेस केबल का निर्माण करके मैं प्रस्तुत करूंगा, फिर टूल डाउनलोड करके, आप अपने स्वयं के CPLD एप्लिकेशन विकसित कर सकते हैं। कृपया निम्नलिखित सीमाओं और प्रतिबंधों पर ध्यान दें। मैंने क्षमता और सरलता को संतुलित करने की कोशिश की है ताकि आप कुछ ऐसा बना सकें जिसका आप आनंद लेंगे और केवल 5V उपकरणों से सीखेंगे। अतिरिक्त वोल्टेज को कवर करने के लिए सिस्टम का विस्तार करना (3.3V, 2.5V, 1.8V एक ही परिवार में Atmel उपकरणों द्वारा समर्थित हैं) मुश्किल नहीं है, लेकिन यह विकास बोर्ड और प्रोग्रामिंग केबल दोनों को जटिल बनाता है। आइए इसे अभी के लिए छोड़ दें। ध्यान दें कि आपको बोर्ड को 5V आपूर्ति प्रदान करनी होगी। केवल 44 पिन PLCC। विशेष रूप से, मैंने Atmel ATF1504AS को प्रोग्राम किया है। यहूदी बस्ती सीपीएलडी अवधारणा को अन्य एटमेल उपकरणों तक आसानी से बढ़ाया जा सकता है, लेकिन यह उपकरण कीमत, उपयोग में आसानी और क्षमता के बीच एक अच्छा समझौता प्रतीत होता है। अवधारणा को अन्य उपकरणों तक भी विस्तारित किया जाना चाहिए जैसे कि Altera, Xilinx, Actel, आदि से। वास्तव में, Max7000 परिवार EPM7032 और EPM7064 एक ही सॉकेट में काम करेंगे जब तक आप 44 पिन PLCC संस्करणों का उपयोग करते हैं। अब तक मैंने केवल Atmel प्रोग्रामिंग केबल का उपयोग किया है, लेकिन Altera Byte-Blaster Atmel सॉफ़्टवेयर द्वारा समर्थित है और इसे भी ठीक काम करना चाहिए। यह वास्तव में Atmel केबल की तुलना में थोड़ा सरल डिज़ाइन है। (मैंने एटमेल संस्करण बनाया और यह काम करता है, इसलिए मैंने अल्टेरा संस्करण की कोशिश नहीं की है।) स्पार्कफुन अल्टेरा केबल का $15 संस्करण प्रदान करता है। चूंकि यह एटमेल और अल्टेरा दोनों के लिए काम करेगा, मैं इसकी अनुशंसा करता हूं। यदि आप Altera भागों के साथ विकसित करने जा रहे हैं, तो आप Altera सॉफ़्टवेयर भी प्राप्त करना चाहेंगे। मैंने वास्तव में यह कोशिश नहीं की है, लेकिन ऐसा कोई कारण नहीं है कि मैं सोच सकता हूं कि यह काम नहीं करेगा।गति सीमित है। चूंकि यहूदी बस्ती सीपीएलडी विकास प्रणाली हाथ की तारों के साथ बनाई गई है और कोई ग्राउंड प्लेन नहीं है, इसलिए कुछ मेगाहर्ट्ज़ से अधिक गति से विश्वसनीय संचालन की अपेक्षा न करें। यहां तक कि इसकी गारंटी नहीं है कि आपका माइलेज भिन्न हो सकता है! बेशक, यदि आप प्रोटोटाइप हार्डवेयर का निर्माण करते हैं जिसमें ग्राउंड प्लेन होता है तो आपका CPLD उच्च गति पर ठीक काम कर सकता है। बस यह उम्मीद न करें कि यह यहूदी बस्ती विकास प्रणाली में तेजी से आगे बढ़ेगा।

चरण 1: ऑर्डर पार्ट्स पर जाएं

आपको इसे बनाने के लिए 44 पिन पीएलसीसी सॉकेट, कुछ डिकूपिंग कैप, कुछ अनप्रोग्राम्ड सीपीएलडी, ब्रेडबोर्ड कनेक्शन के लिए सॉकेट, एक पुल-अप रेसिस्टर और शायद कुछ परफ बोर्ड की आवश्यकता होगी। यदि आपके जंक बॉक्स में इनमें से कुछ है तो आप कुछ रुपये बचा सकते हैं। आपकी सुविधा के लिए, यहां डिजिके पार्ट नंबर हैं: CONN PLCC SOCKET 44POS TIN PN: 1-822473-4-ND SOCKET IC ओपन फ्रेम 14POS.3" PN: 3M5462-ND मात्रा: 2SOCKET IC ओपन फ्रेम 18POS.3" PN: 3M5464-ND मात्रा: 2CAP ELECT 10UF 50V SU BI-POLAR PN: P1280-ND मात्रा: 1, C1CAP CER.10UF 50V 20% DISC RAD PN: 478 -4275-1-ND मात्रा: 4, C2-C5RES धातु फिल्म 5.10K OHM 1/4W 1% PN: P5.10KCACT-ND पीसी बोर्ड FR4 1-साइड पीपीएच 4.0X4.0 PN: V2010-ND IC CPLD 64 मैक्रोसेल 10NS 44PLCC PN: ATF1504AS-10JC44-ND कुछ भागों में न्यूनतम मात्रा हो सकती है, लेकिन फिर भी बहुत सस्ते होने चाहिए। यदि आप कुछ ब्लिंकलाइट्स (चरण 8) बनाना चाहते हैं या स्विच का एक सेट बनाना चाहते हैं (चरण 9) तो आप ऑर्डर करना चाह सकते हैं ये भी। ध्यान रखें कि हैंडलिंग शुल्क से बचने के लिए Digikey के पास न्यूनतम $25 है, इसलिए हो सकता है कि आप केवल मनोरंजन के लिए कुछ अतिरिक्त अनप्रोग्राम्ड CPLD या AVR प्रोसेसर या दो प्राप्त करना चाहें। मैं आपको SparkFun से Altera प्रोग्रामिंग केबल खरीदने की सलाह देता हूं। यहाँ भाग संख्याएँ हैं। केबल और कनेक्टर भी प्राप्त करें। (अन्यथा, यदि आप अपना खुद का निर्माण कर रहे हैं तो डिजिके से केबल के लिए पुर्जे ऑर्डर करें।)Altera FPGA संगत प्रोग्रामर PN: PGM-087052x5 पिन IDC रिबन केबल PN: PRT-085352x5 पिन कटा हुआ हैडर PN: PRT-08506

चरण 2: सॉफ़्टवेयर प्राप्त करें और इंस्टॉल करें

मैं वर्तमान में Atmel Prochip Designer 5.0 टूल चेन का उपयोग कर रहा हूं। इस टूल के लिए आवश्यक है कि आप एटमेल के साथ पंजीकरण करें और उनका आधिकारिक अनुरोध फ़ॉर्म भरें। मैंने उन्हें बताया कि मैं एक डिज़ाइन इंजीनियर हूं, वर्तमान में बेरोजगार हूं, और मेरा प्राथमिक उद्देश्य उनके उपकरणों और वीएचडीएल (सब सच, बीटीडब्ल्यू) सीखना था। उन्होंने लाइसेंस अनुरोध को मंजूरी दे दी। एकमात्र पकड़ यह है कि लाइसेंस केवल 6 महीने के लिए अच्छा है। मैं एक सार्वजनिक डोमेन उपकरण शृंखला के समाप्त होने तक उसे खोजने की आशा कर रहा हूँ। Altera में एक टूल चेन भी है जिसे मैं देख सकता हूं। कोई भी सुझाव प्रशंसनीय होगा। अंतिम चरण में टिप्पणियाँ और लिंक देखें। Atmel Prochip Designer 5.0 यहाँ है। यदि आप इसे प्राप्त करते हैं, तो इसके लिए सर्विस पैक 1 भी प्राप्त करना सुनिश्चित करें।

चरण 3: प्रोग्रामिंग केबल बनाएं

यहां सबसे आसान तरीका स्पार्कफुन से अल्टेरा बाइट-ब्लास्टर वर्क-अलाइक खरीदना है (चरण 1 देखें)। यदि $15 आपके खर्च करने से अधिक है, तो आप SparkFun Altera Cable योजनाबद्ध का उपयोग कर सकते हैं या Atmel Cable योजनाबद्ध और स्क्रैच-बिल्ड एक का उपयोग कर सकते हैं। (यदि केबल को खरोंचने में बहुत रुचि है, तो मैं कुछ सुझाव दे सकता हूं, लेकिन स्पार्कफुन किट मेरे लिए सही उत्तर की तरह लगता है।)

चरण 4: प्रोग्रामर क्रैडल बनाएं

Atmel प्रोग्रामर पर एक नज़र डालें। यह बहुत लचीला है और एक बढ़िया विकल्प है यदि आपके पास बहुत सारे सीपीएलडी विकास करने के लिए रुपये और योजना है। Altera कुछ इसी तरह की पेशकश करता है, मुझे विश्वास है। लेकिन मैं एक सस्ते तरीके के साथ गया - यही सब कुछ है!तस्वीरें मेरे द्वारा बनाए गए पालने के आगे और पीछे के दृश्य दिखाती हैं। ब्रेडबोर्ड कनेक्टर के रूप में उपयोग किए जाने वाले डीआईपी सॉकेट पर ध्यान दें। प्रत्येक कनेक्टर के एक तरफ सभी पिन जमीन से जुड़े होते हैं; दूसरी तरफ पिन CPLD पर सिग्नल पिन से जुड़ते हैं। मैंने कुछ बिजली कनेक्शन भी शामिल किए; इन्हें वहीं रखें जहां वे फिट हों। चित्र चित्रात्मक योजनाबद्ध की तरह हैं; केवल अतिरिक्त बिजली कनेक्शन नहीं दिखाए जाते हैं। इन पर विचारों के लिए चित्रों को देखें।

चरण 5: पालना बनाना - भाग 1

उन जगहों पर सॉकेट लगाकर पालना बनाना शुरू करें जहां आप उन्हें चाहते हैं। एक खाली पंक्ति या दो की अनुमति दें ताकि डिकूपिंग कैप के लिए जगह हो। इससे सीपीएलडी सिग्नल पिन से जुड़ना भी आसान हो जाता है। आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले परफ बोर्ड के प्रकार के आधार पर सॉकेट को थोड़ा सा सोल्डर या एपॉक्सी के साथ एंकर करें। JTAG कनेक्टर और पावर कनेक्टर के लिए शीर्ष पर (CPLD सॉकेट के पिन 1 के ऊपर) कुछ अतिरिक्त कमरे की अनुमति दें। मैंने जो बनाया है उसकी तस्वीरें देखें। ग्राउंड बस के लिए सॉकेट के बाहर एक नंगे तार (20 गेज या तो) को रूट करें। पावर बस को भी रूट करें। (तस्वीरों में लाल तार।) कुछ मार्गदर्शन के लिए चित्रों को देखें, लेकिन आपका बोर्ड शायद थोड़ा अलग होगा - और यह ठीक है। सॉकेट के बाहरी पिन को ग्राउंड बस में मिलाएं। यह बस के तार को लंगर डालने में मदद करेगा।

चरण 6: पालना बनाना - भाग 2

डिकूपिंग कैप्स स्थापित करें और उन्हें सीपीएलडी सॉकेट के प्रत्येक तरफ जमीन और पावर पिन से कनेक्ट करें। मैं सुझाव देता हूं कि आंतरिक पंक्तियों तक पहुंचने के लिए तारों को पिन की बाहरी पंक्तियों के ऊपर और ऊपर रूट करना। सही पिन प्राप्त करने के लिए पिन नंबर आरेख देखें - सीपीएलडी सॉकेट का पिन-आउट स्पष्ट से बहुत दूर है। आपके द्वारा तारों को पार करने वाले किसी भी पिन से कनेक्शन की अनुमति देने के लिए पर्याप्त जगह छोड़ दें। कैप कनेक्शन हो जाने के बाद, पावर और ग्राउंड बस को कनेक्ट करें। आरेख पर सभी लाल पिन Vcc हैं और इन्हें जोड़ा जाना चाहिए। ब्लैक पिन ग्राउंड हैं और इन्हें भी जोड़ा जाना चाहिए। फिर से, इसे हवा में रूट करना एक अच्छा तरीका है। विचारों के लिए चित्रों को देखें।

चरण 7: पालना बनाना - निष्कर्ष

JTAG कनेक्शन को सही पिन से रूट करें। यह सुनिश्चित करने के लिए कि कनेक्टर सही ढंग से उन्मुख है, अपने प्रोग्रामिंग केबल पर एक नज़र डालें। टीडीओ पिन पर पुल-अप करना न भूलें। यह केवल चित्र में दिखाया गया है और TDO पिन और Vcc के बीच जाता है। अंतिम चरण CPLD के प्रत्येक I/O पिन को सॉकेट पर एक पिन से जोड़ना है। कनेक्शन के लिए आरेख में संख्याओं का प्रयोग करें। इसमें सबसे लंबा समय लगता है! यदि आप मेरी नंबरिंग योजना का पालन करते हैं, तो आप अपने सर्किट को हुक करते समय एक गाइड के रूप में शीर्ष दृश्य आरेख का उपयोग कर सकते हैं। आपको वास्तव में इन सभी को शुरू में हुक करने की ज़रूरत नहीं है, आप तब तक प्रतीक्षा कर सकते हैं जब तक आपको आपके द्वारा डिज़ाइन किए गए सर्किट के लिए उनकी आवश्यकता न हो। अपने काम को ध्यान से देखें। सुनिश्चित करें कि शक्ति और जमीन कम नहीं है!

चरण 8: ब्लिंकलाइट्स बनाएं (TTL संस्करण)

आप निश्चित रूप से अपने सर्किट को काम करते देखना चाहेंगे। तो आप कुछ ब्लिंकनलाइट्स (द रियल इलियट द्वारा प्रसिद्ध) चाहते हैं। एकमात्र पकड़ यह है कि सीपीएलडी के पास एवीआर प्रोसेसर के पास मांसल आउटपुट नहीं होते हैं। 10ma के लिए रेटेड LED का उपयोग करें और 1KOhm श्रृंखला प्रतिरोधों का उपयोग करें। ये आपको CPLD आउटपुट पर दबाव डाले बिना स्पष्ट आउटपुट सिग्नल देंगे।

चरण 9: स्विच करें

अपने सर्किट के लिए उत्तेजना प्रदान करने के लिए, आपको कुछ स्विच की आवश्यकता होगी। आपके पास यहां कुछ विकल्प हैं, लेकिन आवश्यकताएं AVR प्रोसेसर से भिन्न हैं। CPLD आउटपुट में बिल्ट-इन पुल-अप नहीं है और सॉफ्टवेयर में डिबगिंग करना इतना आसान नहीं है। (यह संभव है, लेकिन उन संसाधनों को लेता है जिन्हें आप शायद अपने सर्किट में उपयोग करना चाहते हैं।) दिखाए गए डीआईपी स्विच एक सुविधाजनक पैकेज में कई स्विच प्रदान करते हैं, लेकिन उन्हें ऊपर खींचना पड़ता है। मैंने 1K पुल-अप का उपयोग किया। Atmel द्वारा उनके डेमो बोर्ड के लिए अनुशंसित सर्किट का उपयोग करके पुशबटन बनाए जा सकते हैं। स्कीमैटिक्स पृष्ठ ३६ या तो पर हैं। एक अन्य विकल्प उत्तेजना प्रदान करने के लिए एक एवीआर प्रोसेसर को हुक करना है - और यहां तक कि प्रतिक्रियाओं की जांच भी करें। लेकिन यह एक अभ्यास छात्र के लिए छोड़ दिया गया है।

चरण 10: अपना पहला सर्किट बनाएं

इस समय तक आपको सॉफ्टवेयर प्राप्त और स्थापित कर लेना चाहिए था। अपना पहला सरल CPLD सर्किट बनाने के लिए संपूर्ण, विस्तृत ट्यूटोरियल का पालन करें (दो-इनपुट और गेट; अधिक सरल नहीं होता है)। सही डिवाइस (४४ पिन पीएलसीसी, ५वी, १५०४एएस [विवरण]) का चयन करना सुनिश्चित करें और उपलब्ध I/O पिन नंबर चुनें (मैंने इनपुट के रूप में १४ और १६ का उपयोग किया; आउटपुट के रूप में २८)। ये विवरण ट्यूटोरियल से थोड़ा अलग हैं, लेकिन इससे आपको कोई परेशानी नहीं होनी चाहिए।

चरण 11: अपना पहला सीपीएलडी प्रोग्राम करें

अपने प्रोग्रामिंग केबल को अपने पीसी पर समानांतर पोर्ट से कनेक्ट करें, इसे अपने प्रोग्रामर क्रैडल से कनेक्ट करें, पावर कनेक्टर से 5 वोल्ट कनेक्ट करें और वास्तव में अपने पहले सीपीएलडी को प्रोग्राम करने के लिए ट्यूटोरियल का पालन करें। केबल के सही संस्करण का चयन करें। ध्यान दें कि अल्टेरा बाइट-ब्लास्टर विकल्पों में से एक है।

चरण 12: अपने प्रोग्राम किए गए भाग का परीक्षण करें

अपने प्रोग्रामिंग केबल को क्रैडल से डिस्कनेक्ट करें। स्विच और ब्लिंकनलाइट को सही पिन में प्लग करें, बिजली चालू करें, और इसे आज़माएं। चूंकि आप एक साधारण सर्किट से शुरुआत कर रहे हैं, इसलिए परीक्षण कोई बड़ी चुनौती नहीं है। अगर यह काम करता है, तो आप बंद हैं और चल रहे हैं! शीर्ष दृश्य आरेख परीक्षण के लिए आपके स्विच और ब्लिंकनलाइट को जोड़ने में आपका मार्गदर्शन करेगा।

चरण 13: अंत और कुछ वेब संसाधन

इस ट्यूटोरियल का उद्देश्य आपको वीएचडीएल का उपयोग करना सिखाना नहीं है। (मैं अभी सीखना शुरू कर रहा हूं इसलिए मैंने प्रोग्रामर बनाया, याद रखें?) उस ने कहा, मुझे कई बहुत उपयोगी ट्यूटोरियल और कुछ उपयोगी संसाधन मिले हैं जिनकी ओर मैं आपको इंगित कर सकता हूं। प्रतिक्रिया और अन्य सुझावों की बहुत सराहना की जाती है। ध्यान दें कि आप वेरिलोग और अन्य सीपीएलडी प्रोग्रामिंग तकनीकों को सीखने के लिए यहूदी बस्ती सीपीएलडी विकास प्रणाली का भी उपयोग कर सकते हैं जो हार्डवेयर परवाह नहीं करता है। वेब पर वीएचडीएल संसाधन: मूल बातें और यहां और यहां कुछ लिंक। मुफ्त उपकरण। मुझे पसंद आने वाले ट्यूटोरियल यहां और यहां हैं, लेकिन आपको बहुत से अन्य मिलेंगे। अंत में (अभी के लिए), आप चर्चा समूह देखना चाहेंगे। आनंद लें, बहुत कुछ सीखें, और जो आप जानते हैं उसे साझा करें।