Einführung in FPGA

Fried schrieb:
> Hallo,
> ich suche eine gute Einführung in die FPGA-Technologie für Anfänger,
> möglichst für die Altera Systeme.

Also steinalt, aber vielleicht deswegen ein guter FPGA-Technologie 
Einstieg:
 ISBN: 978-3826627125

> Sie sollte einen Überblick über das Quartus-System mit ggf. einigen
> Beispielprojekten bieten.

Gibt es nicht, weil es das Quartus system nicht gibt. Das ist in den 
letzten 10 Jahren so oft umgestossen worden (Quartus Prime, Quartus Pro, 
Quartus Standard, Quartus Webpack, Qsys, SOPC - builder). da man sich 
schon auf eins festlegen sollte. Bspw. auf das Neueste.

Gut sind eigentlich die Click4Clock4Dummies Anleitungen/Tutorials der 
Evalboard (bemicro, digilent,arrow) Hersteller. Einfach mal die alten 
Threads durcharbeiten:
Beitrag "Wie wird aus einem Cyclone II FPGA eine Nios II CPU?"
Beitrag "Einstieg in CPLD - Altera Max"

Fried schrieb:
> Hallo,
> ich suche eine gute Einführung in die FPGA-Technologie für Anfänger,
> möglichst für die Altera Systeme.
> Sie sollte einen Überblick über das Quartus-System mit ggf. einigen
> Beispielprojekten bieten.

So ein Buch hatte ich mal. War ein dicker Wälzer. Ging um Digitaltechnik 
und Altera Quartus. Es wurde alles erklärt, angefangen von FFs, CMOS 
Gatter-Schaltungen und Logik. Dann erst ging es zu den PLDs und FPGAs. 
Alles rund um Quartus II. Leider habe ich den genauen Titel nicht mehr 
im Kopf um es zu finden. War ein fester Einband.

Das hier habe ich gefunden, das war es aber nicht:
Hands-on Experience with Altera FPGA Development Boards

Hallo Fried,

Ich bin ein Freund von einfachen Sachen und es soll auch Spaß machen, 
FPGA's zu lernen.
Google einfach mal nach: "fpga for dummies"
Intel/Altera hat da ein nettes Buch als PDF. Damit bekommst du das 
nötige Verständnis über FPGAs.

Wenn du dann anfangen willst, find ich persönlich das MAX1000 recht. Gut 
uns günstig und es gibt jede Menge Tutorials.
https://www.arrow.de/products/max1000/arrow-development-tools

Hier zum Download:
https://forum.trenz-electronic.de/index.php/board,36.0.html?PHPSESSID=5db24744ff8a587902198cae2044bb6d

https://hackaday.io/project/27550-the-hobbyists-guide-to-fpgas

Wir haben im forum64 so ne kleine Gruppe, in der wir mit dem 15,- 
mini-dev Board von ebay, Altera und Verilog basteln um den Umgang mit 
FPGAs zu lernen.

Im Ernst geht es darum dass du anscheinend noch nie was von Google, 
Bing, Duckduckgo und wie sie alle heissen gehört hast. Damit hast du das 
Forum64 schneller gefunden als du die Frage : "Wo findet man euch?" 
eintippen kannst.

Der beste C64 war sowieso der C128D!

Zu dieser Feststellung braucht man kein Forum64.

Kann frau eigendlich nen FPGA durch dauernde Versuche
kaputtt machen, nutzt der sich ab, etwa wie ein EPROM?

mfg

Hey, trollo! Respekt!!
geil, das ich dich hier treffen kann!
Du bist mir noch ein Foto schuldig! ;-P

Es geht da um nen Altera Cyclone Max 10,
der auf nem Board mit 2 Trancecivern drauf
ist.
Ich würde aber gerne erstmal mein schon vor 2 Jahren
aus TTL gebauten Zähler zum "warmwerden" versuchsweise
implementieren. Und ein bissel mit Multiplexern
experimentieren.
Sollte ich das wagen? Oder doch noch ein andeses Board
zum Üben besorgen?
Ich bin ja noch Anfängerin in FPGA

Ich will das feine Board (ist auch vergoldet!) nicht
schrotten. :-O

mfg

> Ich will das feine Board (ist auch vergoldet!) nicht
> schrotten. :-O

Ich wuerde mir da nicht zuviel Sorgen machen. Es ist zwar sicherlich
moeglich sich ein board kaputt zu programmieren, aber da braucht
es IMHO eher eine bewusste Anstrengung. Zumal ja auch die Versorgung
des Boards dann genug Leistung liefern koennen muss.

Das Hauptrisiko eines Board liegt eher darin das man einen
Ausgang kurzschliesst oder mit dem Tastkopf vom Oszi abrutscht.

Olaf

~Lolita~ schrieb:
> Kann frau eigendlich nen FPGA durch dauernde Versuche
> kaputtt machen, nutzt der sich ab, etwa wie ein EPROM?

Die mit internem Flash kann man theoretisch kaputt schreiben aber z.B 
der Max 10 spezifiziert 10000 Zyklen.

Aber man kann einen FPGA auch thermisch zerstören wenn die Kühllösung zu 
schwach ist für das darauf laufende Design. Wenn viele Flipflops mit 
hoher Frequenz schalten geht die Leistung deutlich hoch. Auf Evalboards 
sollte die Kühllösung gut genug sein, auf eigenen Boards sollte man sich 
Gedanken machen.

Blechbieger schrieb:
> ~Lolita~ schrieb:
>> nutzt der sich ab, etwa wie ein EPROM?
>
> Die mit internem Flash kann man theoretisch kaputt schreiben aber z.B
> der Max 10 spezifiziert 10000 Zyklen.
Bestätigt, siehe Datenblatt-Auszug im Anhang.

> Aber man kann einen FPGA auch thermisch zerstören wenn die Kühllösung zu
> schwach ist für das darauf laufende Design.  Auf Evalboards
> sollte die Kühllösung gut genug sein,

Da bin ich sehr skeptisch, weil die meisten Evalboards keine Kühlkörper 
oder gar Fans haben. Aber da sollte der gelegentliche Test mit der 
Fingerspitze auf den FPGA reichen.

Einige FPGA's haben einen internen Temperaturfühler (bspw. Xilinx 
systemmonitor). Damit kann sich eine Notabschaltung 'basteln', bspw. 
clocks auf reset und ausgänge auf hochohmig. Das könnte man ja als eines 
der ersten Projekte umsetzen.

"Altera University Program" bzw. jetzt "Intel Academic".

https://software.intel.com/content/www/us/en/develop/topics/fpga-academic/materials.html

> Bestätigt, siehe Datenblatt-Auszug im Anhang.

Ist aber irrelevant. Wenn man am Rechner etwas entwickelt wird doch
immer zuerst direkt in den FPGA laden. Nicht nur weil das klueger ist,
sondern weil es viel Zeit spart.

> oder gar Fans haben. Aber da sollte der gelegentliche Test mit der
> Fingerspitze auf den FPGA reichen.

Wenn man so ein fettes Board hat dann koennte man das ja auch ueber 
Labornetzteil betreiben und die Strombegrenzung auf Werte einstellen die
20-30% ueber dem liegen was man da gerade so treibt.

Olaf

Olaf schrieb:
>> Bestätigt, siehe Datenblatt-Auszug im Anhang.
>
> Ist aber irrelevant. Wenn man am Rechner etwas entwickelt wird doch
> immer zuerst direkt in den FPGA laden.

In den FPGA muß ja nicht "in den Flash" bedeuten, Beim Max10 kann man 
doch auswählen, ob man das *.sof in das flüchtige SRAM schreibt oder das 
*.pof in den abnutzbaren Config-PROM.

Und wenn man es schnell will, schreibt man sich ein script was nebenher 
einen counter beim Erase hochzählt, für den Überblick wieviel Pfeile man 
noch im Köcher hat.

Hey, ich danke Euch für die feine Diskussion!

Huch, warum wurde trollos Post gelöscht? :-O

trollo hat ja gemeint, das auch asyncrone Designkonzepte
Wettlaufzustände (racing) zur Temperaturerhöhung führen.
Sollte man sein Design also syncron halten, oder ist das egal?

und:
was ist dann besser vhdl oder verilog zu lernen?

mfg

~Lolita~ schrieb:

> was ist dann besser vhdl oder verilog zu lernen?

Beitrag "Frage zur Lernkurve VHDL vs. Verilog"
Beitrag "VHDL vs. Verliog"
Beitrag "Verilog versus VHDL ;-)"
Beitrag "Verilog vs VHDL"
Beitrag "Alternativen zu VHDL und Verilog"

> Huch, warum wurde trollos Post gelöscht? :-O

Gute Frage! Naechste Frage?

> Du bist mir noch ein Foto schuldig!
[ ]

> (ist auch vergoldet!)
Soso vergueldet, das klingt zumindest teuer.

Fuer solche waghalsigen Experimente sollte man vielleicht
ein guenstigeres Zweit-Board in Erwaegung ziehen.
Ob Cyclone 2, 3 oder 4e ist da eigentlich egal.
Selbst ein alter Cyclone 2 der auf den "billigen" Boards ist,
reicht zum Experimentieren. Gibt es reichlich bei Ebay.
Den USB-Blaster dazu nicht vergessen!
Fuer den Cyclone 2 muss halt eine alte Quartus 2 Version:
V 11.1 SP 2 installieren. Fuer den Cyclone 3 die V 13.1 glaube ich.
Beim Cyclone 4 kann man sich das sparen.
Aber: Je mehr auf einem Board ist, umso mehr kann man als Anfaenger 
kaputtmachen.

So ein Zaehlerchen ist ja schnell geschrieben.
Und Muxe baut Quartus auch von ganz alleine in seine
Bitstreams ein. Die LEs sind ja im Prinzip eigentlich nur
programmierbare Muxe um ein Register ergaenzt.

Beim MAX10 ist der Flash intern, d.h. wenn der ablebt
ist das ziemlich doof. Totalschaden kwasi.
Bei den Cyclonen ist der Konfigflash extern und damit
zumindest prinzipiell ersetzbar.

VHDL ist "ordentlicher" als Verilog.
Mein Tipp: VHDL.

> Selbst ein alter Cyclone 2 der auf den "billigen" Boards ist,
> reicht zum Experimentieren. Gibt es reichlich bei Ebay.

Ich verweise mal auf den parallel laufenden Thread zum chinesischen
Board. Nachdem ich die Sache mit dem BRAM auf die Reihe bekommen habe
bin ich damit zufrieden. Und fuer 20-30Euro?

> Beim MAX10 ist der Flash intern, d.h. wenn der ablebt
> ist das ziemlich doof. Totalschaden kwasi.

Ich hab es in meinem ganzen Leben noch nicht geschafft internen Flash in 
einem Baustein auf dem Entwicklertisch zu zerstoeren. Und ich hab noch 
irgendwo eine Palette von Controllern rumliegen wo der Hersteller nur 
100(!) Programmiervorgaenge erlaubt. Das mag dann irgendwann 
Auswirkungen auf die ueblichen 10-20Jahren Datenerhalt ueber den 
gesamten industriellen Temperaturbereich haben, aber nichts was einen 
Bastler irgendwie interessieren muss.

Olaf

trallalala schrieb:

> Selbst ein alter Cyclone 2 der auf den "billigen" Boards ist,
> reicht zum Experimentieren. Gibt es reichlich bei Ebay.
> Den USB-Blaster dazu nicht vergessen!
> Fuer den Cyclone 2 muss halt eine alte Quartus 2 Version:
> V 11.1 SP 2 installieren.

Nein, die empfehlenswerte aktuellste Version für CycII is die V13.0 SP1.

Anbei die offizielle tabelle der Device/Software-Kombis von 
https://fpgasoftware.intel.com/devices/

Wobei ich mit solchen alten Mist wie CycII nicht einsteigen würde, 
sondern mit einem der von den heutogen Tools wie Quartus Prime Lite und 
Qsys unterstützt. Viele CycII Tutorials setzen noch auf 
Platformgenerator und Co. Software die man zum teil heute garnicht mehr 
ans Laufen bekommt.

trallalala schrieb:

> Beim MAX10 ist der Flash intern, d.h. wenn der ablebt
> ist das ziemlich doof. Totalschaden kwasi.

Nö, das ist nur für Doofe total doof, die nicht wissen das man einen 
Max10 auch aus anderen Quellen als den internen Flash configurieren 
kann. Bei einem Evalboard geht dann immer noch die Konfiguration per 
*.sof. Flüchtig, aber es tut.
Bild aus: 
https://www.intel.com/content/dam/www/programmable/us/en/pdfs/literature/hb/max-10/ug_m10_config.pdf

Und betrachtet man sich die Dual Config option mancher Max10 dann 
erkennt man das man auch bei einzelnen kaputten Sektoren noch die Chance 
hat den Flash zu nutzen

Mal ganz ehrlich:
Wieviele Flash-Bausteine habt ihr durch zu häufiges FPGA-Config flashen 
schon gekillt?

Duke

Hey, geil.
Ich frag mal einfach:
1.)
hat einer von Euch schon mal mit SystemC
gearbeitet?
Das ist ja ne library, wo man mit C++ Komponenten
für(vhdl?)schreiben kann, ähnlich Delphi.
Ich find da das "slot concept" gar nicht schlecht,
hab da aber noch nicht ganz durchgesehen.
Kann man mit SystemC auch für den PC proggen?

2.) Wie müßte ich nen Durchgangsprüfer konstruieren,
der sich von pn-Übergängen nicht irre machen läßt und
trotzdem zum Durchknacken/Durchklingeln taugt ohne was
zu killen?

Herzlichen Dank an alle

mfg

trallalala schrieb:
>
> Gute Frage! Naechste Frage?
Was hälst Du davon, wenn wir Beide unser Handle ändern?
Du solltes das Handle "trollo" benutzen, es steht Dir
einfach besser.

>> Du bist mir noch ein Foto schuldig!
Hm. Ich biete Dir nen Deal an:
Ich verzichte auf das Foto, und Du gibst mir nen bissel
Welpenschutz, genauer, Du hilfst mit dann über die
ersten Hürden hinweg wenns dann endlich soweit ist und
ich hier aus dem Mädcheninternat rauskomme.

> Fuer solche waghalsigen Experimente sollte man vielleicht
> ein guenstigeres Zweit-Board in Erwaegung ziehen.
> Ob Cyclone 2, 3 oder 4e ist da eigentlich egal.
> Selbst ein alter Cyclone 2 der auf den "billigen" Boards ist,
> reicht zum Experimentieren. Gibt es reichlich bei Ebay.
> Den USB-Blaster dazu nicht vergessen!
Recht hast Du! Es wäre schade um das Board, gerad die Sendeempfänger
mit der Antennen-Mux-Mimik (MIMO) ist/sind für erste Experimente
zu schade.

> Fuer den Cyclone 2 muss halt eine alte Quartus 2 Version:
> V 11.1 SP 2 installieren. Fuer den Cyclone 3 die V 13.1 glaube ich.
> Beim Cyclone 4 kann man sich das sparen.
> Aber: Je mehr auf einem Board ist, umso mehr kann man als Anfaenger
> kaputtmachen.
Recht hast Du! (siehe oben).
Ich werde also deinen Anweisungen folgen. Es könnte sich lohnen.

> So ein Zaehlerchen ist ja schnell geschrieben.
> Und Muxe baut Quartus auch von ganz alleine in seine
> Bitstreams ein. Die LEs sind ja im Prinzip eigentlich nur
> programmierbare Muxe um ein Register ergaenzt.
> Beim MAX10 ist der Flash intern, d.h. wenn der ablebt
> ist das ziemlich doof. Totalschaden kwasi.
> Bei den Cyclonen ist der Konfigflash extern und damit
> zumindest prinzipiell ersetzbar.
Wie lang brauchst Du als Profi etwa, um nen 8 Stufigen Zähler,
den Frequenzteiler und die alles verbindene Logik mit Torschaltung
in VHDL zu entwerfen?

> VHDL ist "ordentlicher" als Verilog.
> Mein Tipp: VHDL.
Dein Tip in "Gottes Ohr" ;-P
Ich hab mir mal die Quelltexte hier angesehen:
Die Struktur ist ja so ähnlich wie Delphi! :-O
Mit Interface, Implementation und so.
Das ist ein Ding.

Also:
Was meinst du dazu?

Deine Nachrichtenhelferin. :-P