Forum: FPGA, VHDL & Co. Welches preiswertes CPLD/FPGA für einen ersten Einstieg?


von Mike (Gast)


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Hallo,

ich benötige mal eure Hilfe. Für eine Abschlussarbeit, bei der evtl. am 
Schluss hochfrequent optische Daten kodiert oder gesampled und dekodiert 
werden sollen, benötige ich wohl ein FPGA oder CPLD. Vermutlich eher 
einen FPGA.

Mit uCs (AVR, STM32) habe ich schon einige Erfahrungen sammeln können 
und fühle mich hierin einigermaßen sattelfest. Mit FPGAs/CPLDs habe ich 
bislang noch nichts zu tun gehabt. Das grobe Prinzip ist mir aber klar.

Ich suche nun nach einem preiswerten und leicht erhältlichen Evalboard. 
Software hierzu sollte kostenfrei und frei erhältlich sein. Ob Altera 
oder Xilinx ist mir, da ich noch keine Ahnung davon habe, egal. Ich will 
nur erste Schritte hiermit versuchen und abschätzen ob das, was ich 
damit vorhabe, überhaupt so machbar sein könnte. Der Chip sollte aber 
auch nicht total vertaltet sein. Ich dachte an einen kleinen Spartan 3 
oder entsprechenden Cyclone.

Am liebsten wäre mir sowas wie das Arduino für den AVR. Opensource, 
einfach und schnell. Vielleicht ohne die Scriptsprache :). Extras kommen 
später. Displays, VGA-Out, PS2, Audio in/out etc. sind unnötig. Ein paar 
Taster und LEDs reichen. USB und onboard Programmer wären schön (da habe 
ich auch noch keinen Überblick). Ich fand hier das Konzept der 
STM32-Discovery-Boards sehr gut. Auch vom Preis.

Ich habe mich schon etwas weitergehend schlau gemacht. Günstige Boards 
(<50-80€) sind wohl hier schwer zu bekommen. Ich möchte aber auch nicht 
wesentlich mehr für einen Versuch investieren.

Hab ihr hier einen Tipp für mich und persönliche Erfahrungen machen 
können?

Mit Gruß

Mike

von Gerd E. (robberknight)


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Wie wärs mit dem hier:
http://www.latticesemi.com/Products/DevelopmentBoardsAndKits/MachXO2BreakoutBoard.aspx

Einfaches Breakout-Board ohne Schnickschnack, USB-Adapter fürs 
Programmieren und Debuggen ist drauf.

Das ganze gibts für etwas über 20 EUR, z.B. bei Mouser und Farnell.

: Bearbeitet durch User
von Gustl B. (-gb-)


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Hallo,
mit welchem Xilinx FPGA ist der MachXO2 denn vergleichbar? Also vom 
"Platz" und vom eingebauten Blockram? Einen Spartan 3 kann ich grob 
einschätzen, welchem entspricht der denn am ehesten?

von ./. (Gast)


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Boards mit dem Altera Cyclone EP2C5 mit "ohne alles" findet man auf 
ibei.com fuer 15 Eu. Den passenden USB-Blaster ebenfalls.

Um die Software vom Hersteller kommt man dabei nicht herum...

Wenn Du bis jetzt blos mit Arduinos gefrickelt hast, wird das eine harte 
Landung.

von Sönke P. (snke_p)


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Man könnte den Open Workbench Logic Sniffer (OLS) auch als 
Entwicklungsboard nutzen.

 + weit verbreiteter Xilinx Spartan 3 (XC3S250)
 + teilweise 5V-tolerante Pins (wg. Buffer)
 + kann man hinterher gut anderweitig verwenden
 + gut verfügbar
 + µC für PC-Anbindung per USB an Bord. Ist leider ein Microchip PIC, 
wodurch sich das proprietäre Entwicklungstoolgerödel nochmal vergrößert

Äusserst interessant wäre auch die 7I90HD Anything I/O FPGA Karte von 
MESA (die Karten sind bei den Zerspanern u.a. wg. der tollen 
LinuxCNC/EMC² Unterstützung beliebt). Ist mit 59USD gelistet, aber die 
Verfügbarkeit hierzulande ist leider mau.

von ./. (Gast)


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> Man könnte den Open Workbench Logic Sniffer (OLS) auch als
> Entwicklungsboard nutzen.

Wenn das Dingens wenigstens nen JTAG-Anschluss haette.
Ohne JTAG z.B. kein Chipscope...

Der FPGA wird auf Umwegen ueber den PIC konfiguriert.
Da muesste man jedesmals mit dem Upgradetool flashen.

Mittlerweile finde ich es fuer die gebotene Leistung einfach zu teuer.

von Leonard Lebewohl (Gast)


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./. schrieb:
>> Man könnte den Open Workbench Logic Sniffer (OLS) auch als
>> Entwicklungsboard nutzen.
>
> Wenn das Dingens wenigstens nen JTAG-Anschluss haette.
> Ohne JTAG z.B. kein Chipscope...


Man braucht kein Chipscope um einen Logicanalyzer in den FPGA zu bauen:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Durchblicker

von ./. (Gast)


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> Man braucht kein Chipscope um einen Logicanalyzer in den FPGA zu bauen

Man kann auch mit einer Kombizange einen Nagel in die Wand schlagen.

Ich hab meinen OLS genau 1x auf den aktuellen Stand gebracht.
Und dazu genau 1x das bereitgestellte Tool benutzt.

Fuer ein Experimentierboard wuerde ich nicht auf einen richtigen 
JTAG-Anschluss verzichten wollen.

von Sönke P. (snke_p)


Angehängte Dateien:

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./. schrieb:
> Wenn das Dingens wenigstens nen JTAG-Anschluss haette.
> Ohne JTAG z.B. kein Chipscope...

Versteh ich nicht, vielleicht steh ich auf dem Schlauch, aber was fehlt 
Dir denn da? Der Pinheader, der Programmer?

von user (Gast)


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Wie wäre es mit dem DE0nano mit Altera FPGA

http://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/archive.pl?No=593

von ./. (Gast)


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Hmm, in der Tat.

Den hab ich glatt uebersehen. Mein OLS tut aber auch nur als LA.
Und fuer das Update des FPGA-Flashs hab ich ihn ja auch nicht gebraucht 
:-)

Fuer 32 IO plus einige LED find ich es trotzdem recht teuer.

Das oben genannte EP2C5-Board hat mehr als 80 freie IOs, 1 Taster, 3 
LEDs und kostet ein 1/3 vom OLS.

von Mike (Gast)


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Hallo,

vielen Dank für die zahlreichen Antworten.

Ich habe mich mit ihnen beschäftigt und noch einiges weiter gelesen. 
Bislang komme ich zu diesem Schluss:

1. XILINX scheint in Deutschland verbreiteter zu sein als Altera.

2. XILINX-Programmer scheinen kostspieliger zu sein als 
Altera-Programmer

2a. Für beide Gruppen scheint es Selbstbauprogrammer zu geben. Wie weit 
die jedoch die einzelnen Bauteile ansprechen können ist mir noch unklar.

3. Ältere CPLDs von XILINX bekomme ich bei Angelika und Co. Altera ist 
hier nicht vertreten. FPGAs sind erst bei den großen Distributoren zu 
erhalten.

4. Über die Bucht bekomme ich recht günstige Boards aus Übersee mit 
Cyclon II-Chips. Spartans fangen deutlich höher an.

5. Ich habe mich noch nicht mit den Einzelheiten beschäftigt. Aber es 
scheint so, als würden sich die Preise von CPLDs beider Firmen kaum 
unterscheiden. Bei den FPGAs scheint es von Altera günstigere Bauteile 
zu geben. Grundvoraussetzung ist die Lötbarkeit, also keine BGAs.


Zwickmühle. Da ich auch beim Arduino sehr schnell zu eigenen Platinen 
übergegangen bin, wird das hier auch der Fall sein. Also ist ein 
brauchbarer Programmer mit Debugmöglichkeit Pflicht. Welche Erfahrung 
habt Ihr hier gemacht? Welchen Programmer könnt Ihr empfehlen?



@ ./. (Gast)

Den Arduino hatte ich vor Jahren für erste Erfahrungen verwendet. 
Mittlerweile verwende ich den AVR nur noch selten. Und wenn, dann in 
größeren Schaltungen für Datenaquise oder zum Regeln und Steuern.
Ich bin mir durchaus bewußt, dass das neue Gebiet Schweiß und Frust mit 
sich bringen wird. Da ich aber mit den 20MHz nicht mehr hinkomme und 
sehr geringe Latenzen benötige, muss ich es wagen :)

@Sönke Peters

Ja, die MESA-Karten hatte ich mir für eine Fräse auch schon angesehen. 
Werden wohl sehr gerne genommen und sind zuverlässig unter Linux.
Die von dir angegebene Karte ist jedoch leider "out of stock" beim 
Hersteller.

Mittlerweile habe ich mir das Basys2 genauer angesehen. In der 
Academic-Version liegt es im Budget und scheint interessant zu sein. Ist 
gebraucht selten zu bekommen.


Zur Software:

Es gibt offenbar das ISE von XILINX und das Quartus II von Altera. Bei 
können kostenlos verwendet werden. Ist bei diesen Programmen eine 
Online-Aktivierung/Zetifizierung notwendig?

Reicht eines dieser beiden Programme für die Arbeit, ober werden weitere 
Tools für eine Tool-Chain benötigt?

Gibt es hier OpenSource Alternativen?

Mit Gruß

Mike

von afe (Gast)


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Ich empfehle das Digilent Basys2.

http://www.digilentinc.com/Products/Detail.cfm?Prod=BASYS2

Hat ALLES an Board und ist trotzdem nicht überladen, außerdem gibt es 
kostenfrei eine Entwicklungsungebung und eine ganze Menge kompatibler 
Ansteck-Module mit Peripherie!

Viel Spaß!

von Mike (Gast)


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Noch etwas:

ich las, dass die aktuellen CPLDs nur geringe Mengen an Schreibzyklen 
zulassen. 100-1000x. Was ist da dran? GIbt es hier deutliche 
Unterschiede zwischen den Herstellern?

Gruß

Mike

von Sigi (Gast)


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Schreibzyklen: Altera MAX-II bis 100x, Xilinx XC9500XL bis
10.000x. Hier ist Xilinx deutlich besser, 10.000 wird wohl
kaum einer überreizen, 100x bei Altera sehe  ich im
Hobbybereich sehr kritisch.

Aktivierung: Sowohl Altera als auch Xilinx müssen Online
aktiviert werden, enthalten aber alle Toolchain-Komponenten
(grössere FPGAs sind nicht progbar, aber auch kaum bezahlbar!).

Programmer: Selbstbau z.b. bei Altera lohnt nicht, in der
Bucht gibt's Progger ab 6 Euro. Hab selbst so einen, funktioniert
tadellos.

Tools: Bei VHDL ist's eigentlich egal, beide sind da üppig
ausgestattet. Bei SOC (Altera: SOPC/QSys/NiosII, Xilinx: EDK)
ist Altera Quartus deutlich einfacher zu bedienen.

von Mike (Gast)


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Vielen Dank für die Hinweise.

Ich persönlich empfinde es als sehr unschön, dass mittlerweile fast alle 
größeren Programme eine Online-Freischaltung benötigen. AVR-Studio 
braucht das ja auch nicht. Schließlich wollen diese Firmen ja Chips 
verkaufen. Warum müssen Sie dann wissen, welcher Rechner wann und vor 
allem welche Person dahinter nun mit Ihren Chips arbeitet?

Daher suche ich mittlerweile gezielt Tools, bei denen das nicht 
notwendig ist und daher meine Frage nach OpenSource Applikationen für 
diese Chips. Gibt es da gar nichts?

Mit Gruß

Mike

von Josef G. (bome) Benutzerseite


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Sigi schrieb:
> Sowohl Altera als auch Xilinx müssen Online aktiviert werden
Altera Quartus Web Pack braucht keine Lizensierung.

von Marius W. (mw1987)


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Mike schrieb:
> Daher suche ich mittlerweile gezielt Tools, bei denen das nicht
> notwendig ist und daher meine Frage nach OpenSource Applikationen für
> diese Chips. Gibt es da gar nichts?

Da wirst du nichts finden. Für die ganze Toolchain vom VHDL-Design zum 
Bitfile benötigt man extrem viel Kenntnis über die Interna des Chips. 
Das rücken die Hersteller nicht einfach so heraus. Daher gibt es nichts, 
was Open Source ist.

Gruß
Marius

von Christoph Z. (christophz)


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Mike schrieb:
> Daher suche ich mittlerweile gezielt Tools, bei denen das nicht
> notwendig ist und daher meine Frage nach OpenSource Applikationen für
> diese Chips. Gibt es da gar nichts?

Ganz vorne und ganz hinten gibt es Open Source alternativen.
Vorne: Editor und Simulator
Hinten: JTAG Programmiersoftware und -hardware

Für die Tools dazwischen gibt es nichts. Wie schon geschrieben, wäre das 
auch nur über sehr sehr aufwändiges Reverseengineering machbar.

Was auch mit Open Source lösbar ist: Versionsverwaltung, Automatisierung 
des Buildprozesses (Scripte, Make Files etc.), manche UML Tools lassen 
sich durchaus zum Planen von Designs verwenden (Zustands-, Aktivitäts-, 
Zeitverlaufs-, Kompositionsstrukturdiagramm), generieren von 
Dokumentation aus dem Source Code (VHDocL).

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