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Forum: FPGA, VHDL & Co. Wie Anfangen? Welche Umgebung?


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Autor: Kai (Gast)
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Hi,

ich plane ein "kleines" Projekt bei dem ich 1-2 FPGA einsetzen will.

Ahnung davon habe ich bis jetzt keine!

Es gibt ja sehr sehr viele Demoboards und da wird auch was für mich 
dabei sein. Ich habe schon viel gelesen, komme aber nicht so richtig 
weiter.

Ich will zum testen folgendes aufbauen:
- 2 SpDiff Eingänge (bis 192)
- 1 Samplerate Converter
- 1 SpDiff Ausgäng (bis 192)
- 1 I²S Ausgäng
- SPI ode I²C Slave um Parameter einstellen zukönnen (Cortex M0 ist der 
Master)
- Optional ein 8Bit AVR / 8051 /... Core der die Parameter einstellt
- Optional Volumen Regler, Filter, .....

Mir ist klar das das nicht ein LED Blink Test ist, aber es macht keinen 
Sinn (ausser lernen) mit was anzufangen was ich nicht brauche.
Später will ich das ganze deutlich erweitern, somit suche ich eine 
Platform die entspechende Typen hat.
Den BGA später löten werde ich nicht selber, da habe ich einen Kumpel 
mit entsprechenden Job.

Bei der Sprache (VHDL / Verilog) bin ich noch offen.
Entwicklungsumgebung sollte wie so oft nichts/wenig kosten.
Das Demoboard sollte wenn es geht auch nicht mehr als 300€ kosten, ich 
brauche ja nichts besonderes drauf.
Debuggen sollte man mit JTAG schon können, da gefallen mir die EBAY 
Altera
Debugger recht gut (incl Spartan IV für ~40€), gibt aber mit sicherheit 
auch was anderes und besseres.

Das Board sollte meinen Test anforderungen noch gerecht werden und die 
Entwicklungskette sollte später für mein Endprojekt immer noch gehen.

SO hat jemand einen guten Rat mit was ich am besten anfangen sollte, 
also Demoboard + Debugger + Entwicklungsumgebung?

Das Testprojekt wird auf jeden fall gemacht, ich brauche diesen Test um 
Werte davon zu bekommen und dann Entscheiden zukönnen wie es weiter 
geht.

Danke, Kai

Autor: Kai (Gast)
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Vergessen!

Alternativ zum FPGA hatte ich noch an einen xCORE-200 gedacht.

Ob der allerdings reicht kann ich überhaupt nicht abschätzen.

Kai

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Kai schrieb:
> Das Board sollte meinen Test anforderungen noch gerecht werden und die
> Entwicklungskette sollte später für mein Endprojekt immer noch gehen.
Wenn du diese Anforderung über Bord wirfst wird Vieles viel einfacher. 
Du kaufst ein billiges kleines Board und fängst einfach mal mit 1-2 
S/PDIF (odas meintest du doch mit SpDiff?) an und machst dann den I2S 
dazu und dann ein µC-Interface und LERNST so einfach mal /Schritt für 
Schritt/, wie das geht.

Und wenn du das dann gemacht hast, dann kannst du selber abschätzen, wie 
groß das FGPA für dein finales Projekt sein muss.

Oder du fragst an Weihnachten noch mal nach. Weihnachten 2019, 
wohlgemerkt...

Autor: Kai (Gast)
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Das man nicht alles auf einmal rein wirft sollte doch klar sein.
Man muss sich immer an alles ran tasten und lernen damit umzugehen.
Vielleicht wird auch erst nur ein Pin zum wackeln gebracht, aber Ziel 
ist halt recht schnell fertig zu werden.

Ich meinte nur das ich jetzt nicht mit der falschen kleinen Gurke 
anfangen will, mich an alle Tools gewöhne und später darf ich alles 
wieder neu lernen.

Alternativ habe ich noch den XMOS Prozessor, der könnte sogar um einiges 
einfacher sein. Von der Leisung sollte der reichen, ich habe hier ja 
keine extrem schnelle Signale.
Ich hatte mal mit den alten XMOS Prozessoren was gemacht und das 
schwerste war damals seine Daten von A nach B zu bekommen, wird wohl 
noch immer so sein.

Preislich nehmen die sich nicht viel, wobei der XMOS billiger ist und 
sogar noch von Hand zu löten wäre.
Aber Logik wäre mir lieber wie Software!

Kai

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Kai schrieb:
> Ich meinte nur das ich jetzt nicht mit der falschen kleinen Gurke
> anfangen will, mich an alle Tools gewöhne und später darf ich alles
> wieder neu lernen.
Die Toolchain macht eh nur 10% des Wissens aus, das du für FPGA-Design 
komplett neu aufbauen musst. Und wegen diesen 10% kannst du hinterher 
ruhig wechseln.

Zudem hat jeder Hersteller neben der kleinen auch noch ziemlich große 
Gurken, die allesamt diese Aufgaben verrichten können. Wobei ich 
allerdings keine 400 Audiosignale übe 1 FPGA routen würde. Stattdessen 
würde ich eher ein klein(er)es nehmen und dann vielfach auf die Platine 
setzen würde. Denn die Preise skalieren (für kleine Mengen) recht steil 
in den oberen Leistungsklassen...

Autor: Kai (Gast)
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Es bleibt aber nicht bei den 10% Wissen, da kommt ja leider meistens 
auch noch die Tools dazu und wenn die nicht frei sind dann geht das halt 
leider ins klein Geld.

Nun 400 Signale wollte ich nicht durch jagen aber so 16 Eingänge brauche 
ich schon. Aber nur 6 Ausgänge, wobei davon nur einer ein DAC ist und 
jeder Ausgang braucht leider einen eigenen Sample Rate Converter.

An das Aufteilen (3* (20IN  2SRC  2 OUT)) hatte ich schon gedacht, 
aber ohne Test einer einfachen Kette habe ich kein Gefühl dafür wie Fett 
der FPGA überhaput sein müsste.
Gelesen gabe ich zwar schon viel und je nach Demo soll der Test dann 
zwischen 4K und 10K LUT brauchen, das ist aber immer eine recht 
schwammige Aussage.
Was auch nicht so richtig hilft bei einkauf eines Demoboards.
Ich brauche da eine Speicherbelegung die ich nachvollziehen kann und 
genau sehe was passiert wenn ich einen weiteren Eingang, SRC, .... dran 
mache.

Bei den XMOS Prozessoren ist es genauso, viele geht alles Aussagen und 
nachher kommen die Einschränkungen. Wobei ich hier am schwersten finde 
die Daten auf die einzelnen Task zu verteilen und die Daten dann hin und 
her zu schieben.

Ich tendiere aber zum FPGA weil ich immer wieder mal komplexe Logik 
brauche und bis jetzt immer versucht habe das irgendwie anders zulösen.

VG Kai

Autor: Markus F. (mfro)
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Alle FPGA-Hersteller bieten ihre Toolchain kostenlos an.

In den Tools kannst Du einstellen, für welchen Chip die Konfig sein soll 
und dann ohne ein Fitzelchen für Hardware ausgegeben zu haben, ganz 
genau ermitteln, wie gross dein FPGA sein muss. Du musst deine Konfig 
nur erstellen...

Zugegeben, das ist ziemlich langweilig, wenn zwischendurch nicht 
wenigstens mal was blinkt, aber von "versteckten Folgekosten" kann hier 
ganz und gar nicht die Rede sein.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Kai schrieb:
> und jeder Ausgang braucht leider einen eigenen Sample Rate Converter.
Das ist neu. Und das ist das Aufwändigste bisher. Da sind die kleinen 
Interfaces nur eine Fingerübung am Nachmittag dagegen...

Wie gesagt: kauf irgendein halbwegs ausgestattetes Board und fang an. 
Wenn es zu klein wird, dann kannst du 1. abschätzen welches und wie groß 
das Nächste sein muss, und 2. dein altes Board einfach weiterverkaufen. 
Das verliert kaum an Wert.

Autor: Kai (Gast)
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Danke für die Tipps.

Dann suche ich mir mal ein Board raus und suche mir dazu passend die 
Software.
Wenn ich in der Software dann alles so weit habe das ich das Board 
brauche, sollte ich ja auch wissen, ob ich genau das noch brauche.

Ich denke ich fange dann mal gedanklich mit einem Spartan IV für ~40€ 
an!
Der wird garantiert am Ende hier für zu klein sein, aber der Debugger 
sollte am Ende noch zu gebrauchen sein. Dann bin ich mal suchen nach den 
Tools.

VG Kai

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Kai schrieb:
> Spartan IV
Kenne ich gar nicht. Ist der neu am Markt?

> Dann bin ich mal suchen nach den Tools.
Die gibt's zum kostenlosen Download bei Xilinx und heißt entweder ISE 
oder Vivado. Für die Spartan FPGA ist es die ISE.
Ein Vorschlag: nimm einen Artix und Vivado...

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Peter (Gast)
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Bei dem Preis wird er mehr das hier meinen:
Altera Cyclone IV FPGA Learning Board EP4CE6E22C8N mit USB Blaster 
Programmer

oder wenn es etwas teuerer und besser sein darf:
Xilinx FPGA USB Development board Spartan-6 XC6SLX9 + Download Cable 
Programmer


Ich vermute da wurden 2 Bezeichungen vermischt.

Autor: Dumdi D. (dumdidum)
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Markus F. schrieb:
> Alle FPGA-Hersteller bieten ihre Toolchain kostenlos an.

Kann das jemand bestaetigen? Ich dachte nur die Toolchains fuer die 
kleinen FPGAs waere kostenlos.

Autor: Blechbieger (Gast)
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Dumdi D. schrieb:
> Markus F. schrieb:
>> Alle FPGA-Hersteller bieten ihre Toolchain kostenlos an.

Das stimmt so pauschal nicht. Sie bieten kostenlose Versionen ihrer 
Toolchain die bestimmte Einschränkungen haben.

>
> Kann das jemand bestaetigen? Ich dachte nur die Toolchains fuer die
> kleinen FPGAs waere kostenlos.

Für die für Hobbyisten geeigneten FPGA (preislich als auch 
Arbeitsaufwand sie auszureizen) sind in der Regel kostenlose Versionen 
erhältlich. Und klein ist relativ, was heute bei den Herstellern als 
low-end zählt war vor 10-15 Jahren noch High-end mit vier- bis 
fünfstelligen Preisen.

Autor: Markus F. (mfro)
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Blechbieger schrieb:
> Das stimmt so pauschal nicht. Sie bieten kostenlose Versionen ihrer
> Toolchain die bestimmte Einschränkungen haben.

einigen wir uns auf: für den hier beabsichtigten Zweck ausreichende 
Versionen

Schliesslich will er ja nur wissen, ob sein Geraffel reinpasst oder 
nicht.

Autor: Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite
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Kai schrieb:
> Ich denke ich fange dann mal gedanklich mit einem Spartan IV für ~40€
> an!

Oha, da kannst Du wohl ewig suchen bzw. darauf warten, dass solch ein 
Baustein erscheinen wird. Xilinx ist mittlerweile bei Generation 7/8. 
Ich bezweifele sehr stark, dass heutzutage noch eine neue FPGA-Familie 
der 4. Generation aufgelegt werden wird, zumal es bisher nur 
Virtex-Bausteine dieser Generation gab. Es gab/gibt nur Spartan 3, 3A, 
3E, 6, 7.

Ebenso ist es nicht absehbar, dass Altera, mittlerweile Intel, jemals 
einen Spartan 4 herausbringen, sondern natürlich nur auf deren eigene 
Produktfamilien und Prozesse setzen wird, d.h. Stratix, Arria, Cyclone, 
MAX usw..

> Der wird garantiert am Ende hier für zu klein sein, aber der Debugger
> sollte am Ende noch zu gebrauchen sein. Dann bin ich mal suchen nach den
> Tools.

Bei Xilinx sollte man heutzutage für neue Projekte nicht mehr auf 
irgendein FPGA setzen, das älter als Generation 7 ist, da es zu einem 
kompletten Wechsel der Toolchain, d.h. Vivado vs. ISE, gekommen ist. Es 
gibt nur wenige Bausteine, die von beiden Toolchains unterstützt werden, 
und ISE wird nicht weiter gepflegt. Nur wenn die Abwärtskompatibilität 
z.B. zu GNU Radio genötigt wird, kann es sinnvoll sein, z.B. einen 
Zynq mit ISE zu betüddeln.

Beitrag #5409775 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Kai (Gast)
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Ihr macht es einem aber wirklich nicht einfach.

Ja ich habe mich verschrieben und bin dann auch gekonnt dabei geblieben.
Ich meinte diese Altera Cyclone IV Boards.

Ich habe mir das schon bestellt und versuche mal mein Glück damit.
Ich denke nicht das der passen wird, aber irgentwo muss ich ja mal 
abfagen und Altera/Intel schien mir eine gute Wahl zu sein.

VG, Kai

Autor: Bürovorsteher (Gast)
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> Ihr macht es einem aber wirklich nicht einfach.

Hier will nur ein jeder seine Einlassungen zum besten geben.
Nimm das Board, das du gekauft hast und fang an. Wenn es nicht passt, 
weißt du, worauf du beim nächsten Mal achten musst.

Das, was du als Toolchain bezeichnet, gleicht sich letzlich bei allen 
Herstellern. Wenn du die eine Entwicklungssoftware bedienen kannst, 
kannst du alle anderen auch bedienen.

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