FPGA voor de hobby.
Bijna 20 jaar geleden waren hier op het CO forum belofte volle FPGA gebruikers. Vele anderen hadden toen aangegeven ook wel eens met FPGA modules te werken.
Nu, 2024, zijn die aantallen eerder gering. Slechts enkelen zijn eerder professioneel bezig, FPGA voor de hobby is bijgevolg eerder beperkt.
Je hebt eerst de keuze uit 2 grote FPGA spelers. Eens je die keuze maakt blijf je doorgaan bij je keuze. Dit komt vooral omdat de tools hiervoor groot zijn en de leercurve nogal stijl. Je heb best wel een goede PC nodig met liefst nogal wat geheugen. Maar dat is toch niet zo een groot probleem als je eens ziet wat de gamers tegenwoordig gebruiken.
Reeds einde de jaren 1900 had ik toen al de keuze gemaakt om Altera te gebruiken. Tot heden werk ik daar nog steeds mee. De software tool hiervoor is de Quartus. Er is een gratis versie beschikbaar, de Quartus Prime lite edition. De laatste versie hiervan is de 23.1.1. De file grote is: 6.1 GB. Let wel, niet alle oude type FPGA chips zijn er aanwezig. Heb je nog oudere FPGA modules met v.b. de CycloneII FPGA dan moet je de oude versie Quartus® II Web Edition Design Software Versie 13-0sp1 gebruiken. Maar Intel heeft er nu ook enkele types eruit gehaald waardoor o.a. de cyclone II versies niet meer ondersteund zijn. Ik heb gelukkig een oude link gevonden waar die nog wel allemaal inzitten. Die staat ook nog op Intel hun server maar de link kan je niet zomaar vinden. Voor die goede 13-0sp1 versie moet je deze link gebruiken:
https://www.intel.com/content/www/us/en/software-kit/711791/intel-quar…
Deze heeft support voor: Intel® Cyclone® II, Intel® Cyclone® III, Intel® Cyclone® IV Device Support (includes all variations). Hoe lang deze link nog beschikbaar zal zijn weet ik niet, maar als je die nog wil opslaan zou ik niet te lang wachten om een back-up te maken van deze versie!
Ik gebruik nog deze board:
DE1_board_161015 by Frans, on Flickr
en hiervoor heb je deze oude versie wel nodig.
Welk bedrag dat nieuwe gebruikers willen uitgeven weet ik niet, maar vermoed wel dat rond de €100 de boven grens is. FPGA modules zijn nu eenmaal iets duurder dan de massa aduino boardjes die je momenteel kunt krijgen. Ik heb dit jaar een aantal FPGA modules gekocht en getest in de low prijs range. Er zijn nog veel goedkopere clones te krijgen maar die heb ik nog nooit gekocht.
Zo een boardje is de Intel MAX 10 FPGA, 10M08SAE144C8G
- 8,000 logic elements (LE)
- 378 kilobits (Kb) M9K memory
- One ADC, 1 million samples per second (MSPS), 12-bit
Prijs thuis geleverd: €62. Leverings-termijn 3 dagen.
Een foto van de test opstelling:
MAX10-eval-kit by Frans, on Flickr
Om zoiets te testen gebruik ik altijd enkele bestaande verilog routines zoals voor een 4x20 char display en een remote control decoding. Ook standaard enkele clock signalen worden op de I/O pinnen weergegeven, Ik gebruik doorgaans een PLL voor 20MHZ, 4MHZ en 1MHZ clock, De ledjes op de board worden ook aangestuurd zodat je ziet dat je programma actief is, Een counter op het LCD display wordt ook gebruikt.
Belangrijke opmerking hierbij is dat je een afzonderlijkr Byte Blaster nodig heb om je programma naar de FPGA te sturen, Dit gaat via de JTAG connector. Een originele Altera Byte Blaster is nogal duur, Ik heb die al jaren geleden eens aangekocht. Nu zijn er vele clonen maar of die goed werken weet ik niet. Er zijn nogal verschillende types en de resultaten zijn niet altijd positief. Moet je nu nog een originele Byte Blaster kopen dan komt de totaal prijs om te starten wel veel hoger. Gelukkig zijn er andere FPGA modules die op de board beschikken over een ingebouwde programmer en dan hoef je die meerprijs niet meer.
Een ander boardje die ik getest heb is:
Trenz: TEI0001-04-FBC84A MAX1000 - IoT Maker Board.
- 16k LE
- 32 MByte RAM
- 8 MByte Flash
- ingebouwde programmer.
Prijs thuis geleverd: €74 Leverings- termijn 3 dagen.
Opstelling:
Trens-Waveshare-boards by Frans, on Flickr
Op dezelfde foto zie je ook de Waveshare: OpenEP4CE6-C Standard EP4CE6 EP4CE6E22C8N FPGA NIOS II ALTERA Cyclone IV Development Board.
Prijs thuis geleverd: €72 leverings-termijn 10 dagen.
Deze heeft 6K LE en heeft een onderliggende expansie board. Maar ook deze board moet met een externe JTAG programmer gebruikt worden waardoor je opnieuw een Byte Blaster nodig hebt.
Als je iets boven de €100 gaat zijn er nog betere modules beschikbaar.
Zo heb ik dit boardje aangekocht:
Cyclone-10-Lp-board-20231215 by Frans, on Flickr
Fischertechnik + Lego + FPGA by Frans, on Flickr
Deze Cyclone 10 LP heeft
- 25KLE
- Embedded Intel FPGA Download Cable II (JTAG)
- 128 Mb 8-bit HyperRAM with HBMC IP provided by Synaptic Labs.
- 64 Mb EPCQ Flash
- One Gigabit Ethernet (GbE) RJ-45 port
- One 2x20 GPIO Expansion Header
- One Arduino UNO R3 type connectors
- One 12-pin Digilent Pmod compatible connector
- Prijs thuis geleverd: €112 Leverings- termijn 3 dagen.
Nog een ander boardje, iets duurder maar meer onboard elementen zoals display, leds,swiches:
DE10-Lite-20240112_160112 by Frans, on Flickr
- Prijs thuis geleverd: €180 Leverings- termijn 3 dagen.
- 50KLE
- 10 leds
- 10 switches
- 6 digit displays
- One Arduino UNO R3 type connectors
- 2x 20 pins I/O connectors
Voordeel met dit boardje is dat je direct vele toebehoren onboard hebt. Je hebt verder niets anders meer nodig om heel veel kleine toepassingen te maken. Maar die €180 zal boven de meeste nieuwe gebruikers hun budget wel zitten. Die 50KLE is wel heel groot. Daarin kun je een groot project steken.