Forum: FPGA, VHDL & Co. FGPA Board für Anfänger


von Maxi (Gast)


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Hallo,
ich bin ein Anfänger in dem Bereich und möchte mich an das Thema FPGA 
rantasten. Ich selber komme aus dem Bereich Nachrichtentechnik. Könnte 
mir jemand ein paar FPGA Boards für den Einstieg empfehlen?
Ich will aber nur bis zu 50 € ausgeben.
(Dass ich einiges mit Simulatoren machen kann, weiß ich.)
Vielen Dank.

MfG

Maxi

von abs (Gast)


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https://shop.trenz-electronic.de/de/TEI0001-03-08-C8-MAX1000-IoT-Maker-Board-8kLE-8-MByte-RAM?c=455

Es gibt auch von anderen Herstellern Boards im ähnlichen Preisbereich, 
die den MAX1000 verwenden. Da könntest du evtl mal googlen, wenn du 
lieber ein Board mit ein paar Buttons usw haben möchtest.

von Hermann-Josef M. (hermann-josef)


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Moin,

das MAX10-Board von Trenz/Arrow ist wohl das modernste, was man 
gegenwärtig bei dem vorgegebenen Budget bekommen kann. Das Board enthält 
auch einen ADC und einen Accelerometer, also neben den LEDs und den 
Pushbuttons schon etwas Hardware, mit der man rumspielen kann. Es gibt 
eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, mit der man sich ein NIOS II 
basiertes System zusammenklicken kann... Es wird allerdings nur von 
neueren Quartus-Versionen unterstützt und die brauchen ein 64Bit System. 
Linux geht übrigens auch ganz nett.

Eine Alternative in diesem Preissegment wären noch die Boards von 
WaveShare (Cyclone II .. Cyclone IV bzw. Spartan 3S), falls man mit dem 
"alten Gammel" zufrieden ist. In der Bucht gibt es auch noch einige 
weitere Cyclone II, Spartan 6 oder 7 basierte Boards, meist mit wenig 
Peripherie... Aber womöglich könntest Du Dir die ja selbst anfertigen, 
falls es nur einfache Dinge sind sollen. Da muss man dann eher zu 
älteren Versionen der IDE greifen... damit das unterstützt wird. Damit 
beschäfitige ich mich gerade ;)

Viel Erfolg und Spass
Hermann-Josef

: Bearbeitet durch User
von C. A. Rotwang (Gast)


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Hermann-Josef M. schrieb:
> das MAX10-Board von Trenz/Arrow ist wohl das modernste, was man
> gegenwärtig bei dem vorgegebenen Budget bekommen kann.

Sicher? Es gibt da noch ein Cyclone10 board im selben Format von trenz:
https://shop.trenz-electronic.de/de/Produkte/Trenz-Electronic/CYC1000-Intel-Cyclone-10/?gclid=EAIaIQobChMImJDbgbu26gIVi6kYCh0IoQItEAAYASAAEgIVfPD_BwE
(kostet aber 34? statt 25€).

und ein Spartan7 ist auch in klein zu haben. Mit Mengenrabatt lässt Sich 
da noch was machen, vielleicht ist ja die Uni so smart und oderte einen 
Sack voll für interessierte Studenten.

von sparfux (Gast)


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> Das Board enthält auch einen ADC und einen Accelerometer

Nutzloser Tand. Der ADC ist lahm und von geringer Aufloesung und
einen ADXL-XYZ kann man selber anschliessen.

Viel interessanter waeren:
- Schnelle ADC und DAC, und
- Speicher kann man bekanntlich nie genug haben,
  also SRAM/SDRAM und Flash
- nach persoenlicher Neigung noch VGA/HDMI/Ethernet/USB...

Die neuesten Quartusversionen sind auch eher unzuverlaessig.

Am guenstigsten kommt man als Einsteiger an relativ grosse
FPGA, wenn man die vom Hersteller gesponsorten Boards kauft.

von Michael D. (nospam2000)


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Maxi schrieb:
> Könnte mir jemand ein paar FPGA Boards für den Einstieg empfehlen?
> Ich will aber nur bis zu 50 € ausgeben.

Wenn dies das einzige Kriterium ist, kannst du mal hier schauen:
https://qmtechchina.aliexpress.com/store/all-wholesale-products/4486047.html?spm=a2g0o.detail.0.0.667d79626bDF49

Es gibt dort auch Boards mit mehr Schnittstellen, z.B. Joystick, VGA um 
z.B. eine alte Spielekonsole oder einen Amiga zu emulieren. Die meisten 
angebotenen Chips haben haben aber zu wenige LE damit dies funktionieren 
kann.

 Michael

von Gustl B. (-gb-)


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sparfux schrieb:
> Nutzloser Tand. Der ADC ist lahm und von geringer Aufloesung

Der ist schon im FPGA drinnen. Also hat man ihn auch nach aussen 
verbunden, kostet bei der Herstellung nix zusätzlich und ist für manche 
Anwendungen gut genug.

sparfux schrieb:
> Am guenstigsten kommt man als Einsteiger an relativ grosse
> FPGA, wenn man die vom Hersteller gesponsorten Boards kauft.

Jo, dann schlag doch eines vor das im Preisrahmen <= 50€ liegt.

Und wozu braucht ein Einsteiger ein großes FPGA? Und schnelle ADCs/DACs? 
Mit ein paar LEDs und dem ADXL, UART und ein paar freien IOs wie sie auf 
dem Trenz Board zu finden sind kann man wunderbar viele Anfängerprojekte 
machen und so Hardwarebeschreibung lernen.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Hermann-Josef M. schrieb:
> Spartan 3S
> Spartan 6

Es ist heutzutage nicht mehr ratsam, diese Bauteilegenerationen von 
Xilinx für Einsteiger oder neue Projekte zu empfehlen, da hierfür 
zwingend Xilinx ISE benötigt wird. Von der letzten Version 14.7 gibt es 
zwei Ausführungen: 1. bis Windows 7 verwendbar, 2. auch unter W10 
verwendbar, aber nur noch für Spartan 6 verwendbar. Die erstgenannte 
Version ist bei Xilinx nicht mehr verfügbar.

Das ganze ist also ein völlig totes Pferd, welches nur noch bei wenigen 
Reitern leichte Zuckungen von sich gibt.

Mit Bausteinen der Generation 7 und neuer und Vivado/Vitis ist man 
hingegen auf der sicheren Seite.

von S. R. (svenska)


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Andreas S. schrieb:
> Von der letzten Version 14.7 gibt es zwei Ausführungen:
> 1. bis Windows 7 verwendbar, 2. auch unter W10
> verwendbar, aber nur noch für Spartan 6 verwendbar.

Naja, und dann gibt es noch zwei weitere Varianten:
2a. zusammengepatchte Version mit Spartan3 und W10,
3. Linux-Version, kann beides.

Zusammenpatchen ist aber für den Einstieg nicht zu empfehlen, wenn man 
mit dem Zeug noch nie zu tun hatte. Dafür gibt's reichlich Boards und 
Varianten...

von Hermann-Josef M. (hermann-josef)


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C. A. Rotwang schrieb:
> Hermann-Josef M. schrieb:
>> das MAX10-Board von Trenz/Arrow ist wohl das modernste, was man
>> gegenwärtig bei dem vorgegebenen Budget bekommen kann.
>
> Sicher? Es gibt da noch ein Cyclone10 board im selben Format von trenz:
> 
https://shop.trenz-electronic.de/de/Produkte/Trenz-Electronic/CYC1000-Intel-Cyclone-10/?gclid=EAIaIQobChMImJDbgbu26gIVi6kYCh0IoQItEAAYASAAEgIVfPD_BwE
> (kostet aber 34? statt 25€).

Ok, ist mir entgangen. Danke für den Hinweis.

von sam (Gast)


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Bei Trenz gibt es übrigens auch noch andere Boards:
https://shop.trenz-electronic.de/de/Produkte/Trenz-Electronic/Open-Hardware/

Mit
- Spartan-7
- Lattice ICE (Yosys)
- zynq 7000

Alles unter 50€, wobei man wohl einen kompatiblen JTAG Adapter 
zusätzlich braucht.

von Josef G. (bome) (Gast)


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Hermann-Josef M. schrieb:
> Eine Alternative in diesem Preissegment wären noch die Boards von
> WaveShare (Cyclone II .. Cyclone IV bzw. Spartan 3S), falls man mit
> dem "alten Gammel" zufrieden ist.

Cyclone IV ist durchaus noch aktuell.

von Markus F. (mfro)


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Josef G. (bome) schrieb:
> Cyclone IV ist durchaus noch aktuell.

Ja. Und Cyclone II ist durchaus kein "alter Gammel". Nichts, was man 
damit beim "Herantasten" lernt, ist "für später" für die Katz.

Die einzige Einschränkung ist, dass man nicht die aktuellste Version von 
Quartus verwenden kann, sondern auf die 13.1 festgelegt ist (was m.E. 
keine grosse Rolle spielt, die "Fortschritte" der neueren Versionen 
gehen nicht weit über die Unterstützung von neuer Hardware hinaus).

Dafür sind die Boards mit (teilweise deutlich) unter 15€ (oft inclusive 
des USB-Blasters) konkurrenzlos günstig.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Maxi schrieb:
> Ich will aber nur bis zu 50 € ausgeben.

Ich habe ein Lattice iCE40UP5K Breakout Board zum Spielen gekauft. Passt 
gut in deinen Preisrahmen (jedoch etwas teurer als die genannten 
Trenz-Boards), hat allerdings außer vier Toggle Switches und einer 
(schweinehellen) RGB-LED (zum Demonstrieren von den eingebauten 
LED-Treiber-Pins dieser FPGAs) keine weitere Hardware dabei, sondern nur 
Löcher für Pfostenleisten.

Braucht als Entwicklungsumgebung Lattice Radiant. Geht so, hat Bugs, 
zumindest ein von mir gemeldeter soll in Version 2.1 jetzt behoben sein, 
die dieser Tage rauskommen müsste. Linux-Unterstützung ist mäßig:

* man kann sich keine Fonts auswählen, und mit installiertem 
Microsoft-Font-Paket war die Fontdarstellung im Texteditor unbenutzbar
* die Programmiersoftware findet unter Linux keinen Programmieradapter, 
allerdings funktioniert iceprog aus der Opensource-Toolchain "icestorm" 
gut (und viel schneller als der Radiant Programmer)
* das mitgelieferte ActiveHDL von Aldec gibt es nur für Windows, 
allerdings kann man sich bei Intel deren ModelSim-Version kostenlos 
runterladen, und sich die iCE40-Bibliothek dafür compilieren (gibt's 
eine Anleitung von Lattice)

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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S. R. schrieb:
> Zusammenpatchen ist aber für den Einstieg nicht zu empfehlen, wenn man
> mit dem Zeug noch nie zu tun hatte. Dafür gibt's reichlich Boards und
> Varianten...

Trotzdem handelt es sich um ein totes Pferd. Die letzte ISE-Version 14.7 
is vom Oktober 2013, d.h. knapp sieben Jahre alt.

Wie ich gerade gesehen habe, bietet Xilinx seit Februar 2020 eine neue 
W10-taugliche Version von ISE 14.7 an, und zwar als integrierte VM 
mit/für Virtual Box. Interessanterweise werden jetzt wieder alle 
Bausteinfamilien und -generationen (bis Generation 6 sowie die ersten 
Zynq-7000) unterstützt. Offenbar gab es zu viele Proteste von Kunden, 
die ihre Altprojekte mit Spartan-3(xyz) und Virtex-2/4/5 noch pflegen 
müssen. Somit ließe sich ISE 14.7 auch heute noch komplikationsarm 
installieren.

von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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Andreas S. schrieb:
> Die erstgenannte
> Version ist bei Xilinx nicht mehr verfügbar.

Sicher? Die findet sich doch noch bei Xilinx auf der Webseite:

https://www.xilinx.com/support/download/index.html/content/xilinx/en/downloadNav/vivado-design-tools/archive-ise.html

Auch alle anderen Versionen bis 3.x runter.

Trotzdem pflichte ich dir bei, dass man mit den alten Schinken nicht 
unbedingt einsteigen sollte.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Tobias B. schrieb:
> Andreas S. schrieb:
>> Die erstgenannte
>> Version ist bei Xilinx nicht mehr verfügbar.
>
> Sicher? Die findet sich doch noch bei Xilinx auf der Webseite:

Ich habe doch bereits meine ursprüngliche Aussage korrigiert.

von Tobias B. (Firma: www.elpra.de) (ttobsen) Benutzerseite


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Andreas S. schrieb:
> Ich habe doch bereits meine ursprüngliche Aussage korrigiert.

Ups, sorry. :-(

von S. R. (svenska)


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Andreas S. schrieb:
> Trotzdem handelt es sich um ein totes Pferd.
> Die letzte ISE-Version 14.7 is vom Oktober 2013,
> d.h. knapp sieben Jahre alt.

Und es gibt hier im Forum genug Leute, die auf antike WinAVR-Versionen 
für ihre Projekte schwören. Ich sehe da jetzt nicht so das große 
Problem. Dafür funktioniert es unter Linux, also einfach in einen 
passenden Docker stopfen und alle Kompatiblitätsprobleme sind auf ewig 
beseitigt. :-)

Passende Chips sind günstig und verbreitet, reichen zum Lernen 
vollkommen aus und ISE wirkt mir sympathischer als Vivado (womit man am 
liebsten gleich ein Blockdesign mit teurer Xilinx-IP zusammenklicken 
soll).

Auf alten Pferden lernt man reiten. ;-)

von Max (Gast)


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Mojo v3 mit dem Spartan6 (9k) für 40€ auf eBay. Blinky geht in 5 
Minuten, bootet vom FLASH oder direkt vom PC, hat 8 LEDs, UART über 328 
und viele Beispiele dabei. Macht viel Spaß für wirklich klein Geld.

von Hermann-Josef M. (hermann-josef)


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Markus F. schrieb:
> Josef G. (bome) schrieb:
>> Cyclone IV ist durchaus noch aktuell.
>
> Ja. Und Cyclone II ist durchaus kein "alter Gammel". Nichts, was man
> damit beim "Herantasten" lernt, ist "für später" für die Katz.
>
> Die einzige Einschränkung ist, dass man nicht die aktuellste Version von
> Quartus verwenden kann, sondern auf die 13.1 festgelegt ist (was m.E.
> keine grosse Rolle spielt, die "Fortschritte" der neueren Versionen
> gehen nicht weit über die Unterstützung von neuer Hardware hinaus).
>
> Dafür sind die Boards mit (teilweise deutlich) unter 15€ (oft inclusive
> des USB-Blasters) konkurrenzlos günstig.

Ja, ich stimme Euch zu, das mit dem "alten Gammel" war bewusst etwas 
überspitzt formuliert.

Benutze aktuell ein Cyclone II bzw. WaveShare Cyclone III zum Einsteigen 
bzw. lernen. Und für meine Versuche ist das mehr als ausreichend.

Tja, und mein LimeSDR läuft mit einem Cyclone IV ...

von Jo (Gast)


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Mich hat dieser Thread auch auf die Thematik gebracht und ich denke, 
dass ich mir auch mal was zulegen möchte.

Von den verlinkten sieht der Cyclone ( 
https://shop.trenz-electronic.de/de/TEI0003-02-CYC1000-mit-Cyclone-10-FPGA-8-MByte-SDRAM?c=479 
) ja Preis-Leistung im Vergleich zB zu den Spartans ziemlich gut aus, 
oder übersehe ich da was?

Was mir aber vermutlich fast noch wichtiger ist: Gibt es deutliche 
Unterschiede bei der Software? Also zB Quartus vs Vivado?

von Gustl B. (-gb-)


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Ja, Preis Leistung ist da tatsächlich sehr gut. Da sind einige Dinge 
drauf die für Anfänger schön sind wie Buttons und LEDs und UART. Dann 
für Fortgeschrittene ist der Beschleunigungssensor und SDRAM. Damit kann 
man schon einige Zeit lang Spaß haben und auch eigene Hardware extern 
anschließen. Du kannst z. B. mit wenigen Drähten und Widerständen VGA 
machen.

Jo schrieb:
> Gibt es deutliche
> Unterschiede bei der Software? Also zB Quartus vs Vivado?

Sind eben anders. Aber dass eines besser ist kann ich nicht behaupten.

von C. A. Rotwang (Gast)


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Jo schrieb:
> Mich hat dieser Thread auch auf die Thematik gebracht und ich denke,
> dass ich mir auch mal was zulegen möchte.
>
> Von den verlinkten sieht der Cyclone (
> 
https://shop.trenz-electronic.de/de/TEI0003-02-CYC1000-mit-Cyclone-10-FPGA-8-MByte-SDRAM?c=479
> ) ja Preis-Leistung im Vergleich zB zu den Spartans ziemlich gut aus,
> oder übersehe ich da was?

Du ubersiehst das intel beim Cyclone10 kein DDR unterstützt, jedenfalls 
weigert sich intel einen passenden Softcore herauszubringen. Spartan-6 
dagegen hat einen Hardcore memorycontroller. Altera soll aber 
hinsichtlich asynchroner Sachen besser sein, Xilinx dagegen löst das 
timing beim routing fein granularer, und ist (war?) hinsichtlich 
clocking resourcen besser. DSP galt mal als Spezialgebiet für Altera, 
xilinx dagegen spielt(e ?) seine Vorteile auf den anderen 
Anwendungsgebieten (bildgebende Verfahren, GlueLogic-SoC, SDR,...) aus.

> Was mir aber vermutlich fast noch wichtiger ist: Gibt es deutliche
> Unterschiede bei der Software? Also zB Quartus vs Vivado?

Ja, von den Umfängen, userfreiundlichkeit und hinsichtlich 
Dokumentation. Altera verschenkt den Signaltap (built in Logicanalyzer), 
bei Xilinx kost(ete ?) der extra. Die Doku ist bei intel eher 
unübersichlich und zum Teil lückenhaft. Viele Designrules sind nicht in 
der Doku beschreiben sondern werden allein von der Software geprüft, was 
es schwierig macht vor Ausformulieren des VHDL-Codes eine sicher Aussage 
über die implementierbarkeit zu machen. Das löst Xilinx besser, du 
solltest aber beiden ca. eintausend seiten Doku und App-notes lesen oder 
zumindest beiüberfliegen. Quartus ist IMHO hackliger wenn man mit 
eigenen Editor und scripten arbeitet, da war die ISE richtig gut, 
allerdings sackt Vivado in sachen "Hackligkeit" bei diesem Punkt auf das 
Niveau Quartus ab.

Aber das Wichtigste ist bei beiden gleich, früh mit den Lernen anfangen, 
viel (praktisch) experimentieren und wenn man mit dem einen sicher im 
Umgang ist prophylaktisch den Anderen kennenlernen.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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C. A. Rotwang schrieb:
> Altera verschenkt den Signaltap (built in Logicanalyzer),
> bei Xilinx kost(ete ?) der extra.

In Vivado sind der ILA (integrated logic analyzer) und VIO (Virtual I/O) 
als Nachfolger des ChipScope Pro kostenlos enthalten. Mir ist allerdings 
nicht bekannt, ob der Vivado ILA auch zur Keysight FPGA Dynamic Probe 
kompatibel ist, was ja für die meisten Anwender eh kein Problem 
darstellt.

von C. A. Rotwang (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> C. A. Rotwang schrieb:
>> Altera verschenkt den Signaltap (built in Logicanalyzer),
>> bei Xilinx kost(ete ?) der extra.
>
> In Vivado sind der ILA (integrated logic analyzer) und VIO (Virtual I/O)
> als Nachfolger des ChipScope Pro kostenlos enthalten.

Danke für das update, das hatt sich bei Xilinx tatsächlich geändert.
https://www.xilinx.com/products/design-tools/vivado/vivado-webpack.html 
Zeile "Debug-ID"

https://forums.xilinx.com/t5/Installation-and-Licensing/Xilinx-license-for-ILA/td-p/636684

So 2014 hat man bspw. für das Zybo (Zynq-Board) als academic bundle ne 
preisreduzierte 1 JahresLizenz für Chipscope und Co bekommen, musste 
also zahlen. Ab 2015 (?) war das dann kostenlos im Webpack bei - 
eventuell muss ich mal ein Update aufspielen.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Früher, d.h. zu ISE-Zeiten, kostete eine Microblaze-Lizenz ja auch noch 
Geld, d.h. um die $500. Dieser Prozessor ist heutzutage auch kostenlos 
in Vivado erhalten, d.h. sowohl als nackter Kern als auch als Microblaze 
MCS mit ein bisschen Peripherie herum.

von Ludwig Lustlos (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Früher, d.h. zu ISE-Zeiten, kostete eine Microblaze-Lizenz ja auch noch
> Geld, d.h. um die $500. Dieser Prozessor ist heutzutage auch kostenlos
> in Vivado erhalten, d.h. sowohl als nackter Kern als auch als Microblaze
> MCS mit ein bisschen Peripherie herum.

Auch in der ISE gibt es (seit ISE 13.4, also seit 7 Jahren) einen 
kostenfreien microblaze aus dem Core-generator. Nicht so super duper 
erweiterbar wie das EDK sondern auf a bisserl Peripherie 
zusammengeschrumpft, aber komplett kostenfrei mit dem SDK 
programmierbar. Und auf mikrocontroller.net findet sich auch eine 
deutschsprachige Anleitung dazu.

Es muss also nicht Vivado und series 7 sein, wenn man microblaze für 0€ 
haben will, es geht auch mit Spartan3-6 und ISE. Erst recht zum Einstieg 
ist so ein festgestricktes SOC system brauchbar um C-programmierung per 
LED-blinker auf dem FPGA zu lernen, ohne schon bei der 
Systemkonfiguration von einer Optionskanode erledigt zu werden.

Xilinx Microblaze MCS Workflow

https://www.xilinx.com/support/documentation/sw_manuals/xilinx14_5/pg048-microblaze-mcs.pdf

http://users.wpi.edu/~rjduck/Microblaze%20MCS%20Tutorial%20v5.pdf

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