FPGA *

Когда возникла необходимость защитить устройство от нежелательного использования, оказалось, что на эту тему мало информации. В конце концов, процесс перехода по множеству ссылок, которые выдал поисковик, вывел на XAPP1239, UG470 и XAPP1084. Перед прочтением этой статьи лучше с ними ознакомится, так будет понятнее о чём идёт речь. Ниже будут пошагово описаны процессы создания зашифрованного bitstream и конфигурации ПЛИС на отладочной плате ARTY A7 и XC7K325T KINTEX-7 на кастомной плате для программирования этим зашифрованным bitstream.

Учитывая, что я очень давно занимаюсь отладкой и запуском самых разнообразных проектов связанных с Zynq 7000 — со временем количество итераций перезапуска при проведении отладки увеличивалось пропорционально сложности проекта. Когда я только начинал осваивать разработку под Zynq, то каждый раз закидывал новый образ на microSD карту. Это было очень медленным процессом и требовало от меня постоянно подключать/отключать карту. После этого я освоил сетевую загрузку через Ethernet и TFTP, заменяя файлы по сети и проверяя результат после перезагрузки.

Впоследствии, изучив вопрос связанный с типами загрузки, я обнаружил, что есть альтернативный способ загрузки платы через интерфейс JTAG, который впрочем может оказаться единственным доступным, если на плате нет microSD и Ethernet.  

Вот как раз вопросы связанные с тем, как произвести загрузку по JTAG я бы хотел осветить в этой статье. Всем кому интересно — добро пожаловать под кат. 

В прошлое воскресенье в хакерском клубе в Маунтин-Вью прошла встреча русских и украинцев живущих в северной Калифорнии (1, 2). На встрече особенный интерес вызвало обсуждение работ по проектированию микросхем: проектирование на уровне регистровых передач на языке описания аппаратуры Verilog, верификация/тестирование, прототипирование на FPGA. Далее при обсуждении встречи на фейсбуке возник вопрос "вы не планируете провести такую же тусовку в южной Калифорнии?" Я подумал "почему бы и нет", благо я все равно буду в LA в конце месяца, так как мой младший сын перевелся из CalPoly в UCLA и я еду с ним на ориентацию.

Я примерно набросал программу с учетом встреч в Маунтин-Вью и предыдущего опыта семинаров в странах бывшего СССР:

В воскресенье состоялась встреча в хакерском клубе Hacker Dojo в Silicon Valley. Встреча была анонсирована в украинской фейсбук-группе U4U Uniting for Ukraine USA и русскоязычной группе Russian Speaking US QA Network. Заявленная тема была "Учимся паять", но так как участники спрашивали "и какое это имеет отношение к трудоустройству", то под конец я показал:

1. Как компроненты, к которым мы паяли хедеры (микрофоны и аудио декодеры) - применяются в упражнениях c FPGA платами.

2. К каким типам работ ведут упражнения на FPGA платах: проектировщик логики блоков микросхем (RTL Design Engineer), тестировщик/верификатор (Design Verification Engineer) и инженер для работы с клиентами (Application Engineer).

Сменив недавно работу, перейдя с языка VHDL на язык SystemVerilog и оказавшись в команде, где есть отдельная группа верификаторов, я осознал, что сильно отстал в верификации. На VHDL ранее мной писались лишь простые тесты разработчика, которые показывали, что блок выполняет требуемую функцию и ничего более. Каждый тест писался с нуля и не было повторного использования кода. Решив исправить эту проблему, я погрузился в чтение SystemVerilog for Verification A Guide to Learning the Testbench Language Features за авторством Chris Spear, Greg Tumbush. Прочитав книгу, понял, что нужно написать какой-то тестовый проект, дабы закрепить полученную информацию. Вспомнил, что видел на хабре цикл статей по верификации от @pcbteach, написанный на verilog, и решил написать тест для сумматора с интерфейсами AXI-Stream на SystemVerilog.

Мария закончила Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, после чего приехала в Силиконовую Долину, где сейчас работает программисткой встроенных систем в крупной электронной компании. И представляете - Мария до прошлого воскресенья не умела паять! Она зашла в клуб хакеров Hacker Dojo, где я как-раз заканчивал Verilog Meetup - и пока я собирал FPGA платы, она забрела в мастерскую в соседней комнате, где один из местных крутых пайщиков научил ее припаять ее первый в жизни пин. Видели бы вы счастье в ее глазах, когда она вбежала в комнату и стала показывать всем пин! А потом напаяла целый хедер пинов, спаяла микрофон INMP441 и I2S аудио-интерфейс, с мостиками припоя, возбужденно показывая, какие красивые и аккуратные получаются контакты, не пузырьками, а правильно обволакивающими пин стекшими конусами припоя!

Короче, мы это все продолжим в следующее воскресенье. Причем по заявкам радиослушателей, подключим всех онлайн через зум, по линку  https://bit.ly/yuri-panchul-zoom .

Я уже описал мероприятие в предыдущей заметке "Паяльник как инструмент опрощения и для атмосферы общения". В этой заметке я опишу в основном что нужно для участвующих через зум. Им нужно купить паяльник, и еще несколько вещей, а также выучить пять движений в видео ниже:

Привет, Хабр! Пришло время поделиться самыми интересными докладами с конференций FPGA-Systems 2024.1, по мнению их участников. Под катом вас ждут топ-10 ошибок FPGA-инженеров, история о запуске Quake 2 на RISC-V, рассказ о новом высокоуровневом языке описания аппаратуры и несколько выступлений про укрощение сложностей верификации.

Лев Толстой пахал, Петр Первый работал в токарной мастерской, а мы, труженники Силиконовой Долины, по воскресеньям паяем. Присоединяйтесь к митапу по обучению пайке, который пройдет в воскресенье 11 августа в городе Маунтин-Вью, Калифорния, в клубе хакеров Hacker Dojo. Мы начнем в 14.30, сразу после митапа по верилогу и вернем вам ощущение присутствия в Дворце Пионеров в Киеве, Волгограде или Алма-Ате, а заодно расскажем и про Verilog и FPGA, чего в Дворцах Пионеров не было.

UPD: При обсуждении поста в соцсетях спросили, нельзя ли подсоединиться удаленно. Можно по зуму, линк https://bit.ly/yuri-panchul-zoom .

В жизни многих программистов наступает момент, когда хочется понять как же работает процессор на самом деле, а не в абстрактных схемах высокоуровневых компонентов. У меня возник такой вопрос некоторое время назад, но все материалы которые я находил по этой теме либо были очень специализированными, требующими хорошего понимания электротехники и опыта работы со схемами дискретной логики, либо общие описания, пропускающие многие этапы, и оставляющие лишь смутное представление о том как же всё-таки тысячи транзисторов должны превратиться в работающий процессор.

Для этого я решил написать статью собирающую мой опыт попыток разобраться в этом вопросе, понятным языком, в то же время не пропуская ничего, чтобы после прочтения читатель мог воссоздать процессор из простейших элементов.

В данной статьей мы пройдем путь создания процессора от единичного транзистора до работающего 8-битного процессора, и напишем свой ассемблер для него.

Недавно у меня возникла потребность в том, чтобы смоделировать в ModelSim дизайн, использующий IP-ядра Xilinx. У меня не сработала стандартная схема с компиляцией исходников в Vivado и я решил попробовать скомпилировать всё самостоятельно. В итоге у меня всё получилось! Более того, я написал несколько Tcl-скриптов, которые помогают немного упростить этот процесс. Все, у кого возникла такая же потребность — прошу к прочтению.

В этой статье я хочу сделать краткий обзор на плату расширения к китайской плате с ПЛИС. Данная плата хорошо дополняет функционал основной платы EBAZ. В конце статьи будет демонстрация ролика Bad Apple.

Всем привет! Я Константин Павлов, старший инженер по разработке систем на кристалле. Работаю в группе прототипирования в компании YADRO, занимаюсь отладкой на ПЛИС исходного кода, который затем будет работать в ASIC.

В статье я расскажу об итеративной (многократной) сборке проектов ПЛИС. Зачем она нужна и какими способами — вендорскими и самописными — ее возможно реализовать. А еще на примерах из практики покажу, каких впечатляющих результатов можно добиться, используя итеративную сборку.

Детей недостаточно учить только питону и ардуине. Нужно еще и цифровой схемотехнике, причем не на симуляторе, так как он для ребенка неубедителен, а на микросхемах малой степени интеграции, лучше которых для иллюстрации функции D-триггера никто с 1968 года ничего не придумал.

Но учить канонично по книжкам 1970-х не обязательно. Например, ну зачем ребенку руками собирать генератор тактового сигнала на микросхеме 555, если его теорию он все равно не поймет, а для понимания функции D-триггера понимание работы генератора нерелевантно? Генератор на 555 можно купить уже собранным на AliExpress.

Также можно заменить батарейку на 9 вольт на питание от USB на 5 вольт; поставить толерантные к 5 вольтам светодиоды, не требующие дополнительных резисторов и поставить кнопочки, не требующие подтягивающих резисторов. В результате все сведется к самой сути - логическим элементам и D-триггерам, откуда уже можно переходить на ПЛИС / FPGA. Вот сравните схему сдвигового регистра. Что вы по этому поводу думаете?

Было:

При разработке сложно-функциональных блоков (СФБ) цифровой обработки сигналов важным этапом является моделирование алгоритма работы. Этот этап может занимать существенное время, откладывать запуск написания RTL и, как результат, увеличивать общее время разработки. Поэтому в условиях ограниченного времени на разработку многие предпочитают этот этап пропускать. А зря.

На конференции FPGA-Systems был предоставлен маршрут проектирования блоков микросхем на основе использования C++ под названием ИРИС. Докладчик - заведующий кафедрой Мехмата МГУ Эльяр Гасанов. Его группа имеет значительный опыт проектирования оптимизированных по производительности блоков, например LDPC декодера, и ведет свои истоки из сотрудничества с LSI Logic в середине 1990-х годов.

Мои мысли после просмотра презентации:

ПЛИС-культ привет, FPGA хабрунити.

На днях состоялся анонс уже второго номера народного FPGA журнала FPGA-Systems Magazine :: № BETA (state_1). В нем 200+ страниц и 20+ статей и небольших заметок по направлениям FPGA / RTL / Verification (ПЛИС сегодня это не только про знание HDL и Vivado c Quartus'ом). Журнал бесплатный и распространяется в виде pdf-ки.

Уже в эту субботу, 25 мая, в Санкт-Петербурге состоится ежегодная конференция FPGA-Systems 2024.1. Еще есть возможность присоединиться офлайн: не только послушать доклады про организацию верификации, ошибки FPGA-специалистов и пообщаться с коллегами, но и посмотреть на любопытные стенды, подготовленные инженерами. Один из них — «черный ящик» на КДПВ, в нем — симбиоз трех симуляторов для моделирования систем на кристалле. Что внутри — читайте под катом. 

А еще — раскрываем тайну, кто будет приглашенным спикером московской FPGA-Systems, которая пройдет 1 июня, вслед за первой конференцией.

Я не понимаю, как на это реагировать. Некий товарищ полгода спрашивает у меня советы как начать с Verilog/FPGA/ASIC, но при этом ничего не начинает, хотя его вопросы становятся все более экзотическими. Чтобы было понятнее, опишу как бы это выглядело для программирования. Предположим к вам пришел молодой человек и спрашивает как научиться программировать. Вы ему говорите что-нибудь типа:

"Сесть за компьютер, написать и запустить программу Hello, world. Одновременно скачать книжку с описанием языка и базовых приемов и читать ее в общественном транспорте, перед сном и в приемной у зубного врача. Периодически садиться за компьютер, написать и отладить программы: сортировки массива, игры Жизнь, ханойских башень итд. С выводом на текстовый терминал, окно в GUI или веб-страницу - по вкусу. Далее вы поймете в какую сторону копать или не идти в это дело вообще."

Молодой человек вас горячо благодарит и уверяет как он сильно хочет стать настоящим программистом. Потом он Hello, world не пишет и никакой книжки читать не начинает, но последовательно спрашивает у вас:

Cобираем FPGA-разработчиков и сочувствующих им на встречу сообщества FPGA-Systems в Москве. Уехали из столицы? Подключайтесь онлайн. 

1 июня в 11:00 семь инженеров расскажут, как применять FPGA-плату в промышленной автоматизации, работать с инструментом ИРИС (самое время узнать, что это), реализовать контроллер SATA на ПЛИС и многое другое. А если вы любитель запускать Doom на чем ни попадя, вас заинтересует кейс инженера-программиста из YADRO, который запустил Quake на отечественном RISC-V-модуле. 

Помимо этого, будет секретный спикер, которого мы объявим ближе к событию. Знайте, что мы уже настраиваем межконтинентальный телемост. Регистрируйтесь, чтобы не пропустить.