Je kunt natuurlijk ook beide doen, embed een complete processor in een FPGA!
En verder zoals gezegd, je kunt vaak beter een micro gebruiken dan een FPGA. Die zijn vooral nuttig als je veel en snelle processen hebt die tegelijk lopen. Zoals bv 128 datastromen die allemaal door een FIR filter moeten. Of continue blokken data vermenigvuldigen met 125 (bv).
SDR gaat ook mooi in een FPGA, daar spelen die factoren ook.
Heb ook meerdere FPGA-bordjes (o.a. Cyclone 10 LP, Adalm-Pluto, Spartan 3/6, ECP5). Werk beroepsmatig 20+ jaren met FPGA's. Thuis o.a. audio toepassingen. Resources (sine wave generator, equalizer, interpolator, I2S, AES etc.) zijn bijvoorbeeld te vinden op https://github.com/krynentechnology/soneo.
Golden Member
Hier ook wel eens bezig geweest met FPGA bordjes, maar ik werk liever met (snelle) microcontrollers of juist oud spul 6502/6805/Z80/68000 etc.
Ik heb wel al rom-emulators gemaakt voor oude spelcomputers met LPC1768 ARM chips (read/write van de host genereert een interrupt en de ARM cpu hoest dan op tijd data op de bus op)
Nadelen voor mij met FPGA:
Beste fotoopa/Frans e.a.
laat ik voorop stellen, dat ik geen verstand heb van FPGA's. Maar je vroeg om toepassing in de hobbywereld. In het zendamateur-domein heb ik wel een paar voorbeelden/toepassingen.
1. De WebSDR van de TU Twente gebruikt een FPGA. In een WebSDR wordt het gehele kortegolfspectrum gedigitaliseerd en vervolgens beschikbaar gemaakt voor gebruikers via een Internetttoepassing. De ontwerper/beheerder is Pieter-Tjerk de Boer PA3FWM. Toevallig stond er afgelopen weekend een artikel in de/het (?) NRC over zijn activiteiten.
2. Op de site van RF Seminar staat een presentatie van Johan Maas PA3GSB over het ontwerp en bouw van zijn Radioberry. Een radio zend-ontvanger in het formaat van een bankcard met een FPGA. Voor de besturing gebruikt hij een Raspberry Pi.
Misschien vind je er iets van je gading. FPGA's worden dus wel toegepast.
Gr. N.
Op maandag 4 november 2024 19:53:47 schreef NKHteB
In het zendamateur-domein heb ik wel een paar voorbeelden/toepassingen.
Ja dat zijn mooie toepassingen, vroeger was ik ook nog zend-amateur. Wegens tijdsgebrek heb ik later mijn vergunning opgezegd. Het domein dat je daar aangeeft is ook wel voor een kleine groep gebruikers (lokaal gezien).
Ik moet toegeven dat de meeste redenen om ze niet te leren/gebruiken vooral de kostprijs is en de zware tools.
Toch moeten al die "prof" FPGA gebruikers het op een gegeven moment aangeleerd hebben. Nu zijn er al voldoende opleidingen hiervoor maar de studenten moeten het toch ook staps gewijs leren. Blijkbaar zijn er op dit forum niet zoveel studenten in die richting.
Ik heb wel een mooie reeks video's gevonden die stap bij stap de uitleg geven.
https://www.youtube.com/playlist?list=PLDqMkB5cbBA4OW0fDTu1FY6aw4uBWOp…
Maar de hardware hiervoor is de DE1-SOC board en die kost hier toch €440.
Ik heb een ander boardje die dezelfde structuur bezit en is de DE10-Nano maar die kost ook al €280 , dus ook niet goedkoop voor de hobby.
Ik heb nu besloten om toch maar nog eens een nieuwe poging te maken om wat meer C te leren. Daarvoor zijn er heel veel boardjes beschikbaar. Omdat de Prof "Hunter Adams" ook een reeks videos heeft voor de Raspberry pi pico board zie:
https://www.youtube.com/playlist?list=PLDqMkB5cbBA5oDg8VXM110GKc-CmvUq…
heb ik die Raspberry pi pico besteld en ja die is bijna 100x goedkoper!
Die video lessen zijn in het engels maar met de onderschriften kunnen de meesten het wel voldoende volgen. In de video kan je zoveel als je wilt teruggaan als je iets niet begrepen heb. Sommige testen kun je direct oefenen met een boardje. Iedere les is ongeveer 50 minuten. Met de volledige install heb je meteen heel veel kant en klare voorbeelden. Zo kon ik meteen even testen om een 125 MHz clock naar buiten te brengen op GPIO21. Zo leer je toch vrij snel. Ik heb nu zeker enkele maanden werk om alles te leren.
Het worden dus even geen FPGA's meer maar de Raspberry pi Pico!
Frans.
Hoi Frans,
Ik ben fanatiek C-op-pico gebruiker (maar dan op zelf-ontworpen PCBs).
Als je toch iets "vanaf nul" moet leren, overweeg om dan Python te gaan leren. Voor de pico is dat micropython.
Python is meer "beginner-friendly" dan C. Daarnaast, mocht je op een raspberry pi of PC straks ook een programma willen maken, dan is python daar OOK beschikbaar (C ook, maar toch een nieuwe leer-curve, die by python minder is).
Idd Python is wat eenvoudiger. Ik heb dat ook wel al gedaan. Ik heb hier meerdere modules liggen met de o.a de STM32H474I-DISCO +LCD display maar die gebruik ik nu niet meer. Eigenlijk heb je ook nog ASM code nodig om sommige details te volgen. In de Cursus van de opgegeven link gaan ze daar ook dieper op in. Ik volg nu die video lessen. Bedoeling is vooral om ook echt gebruik te maken van de kracht van dual cores en DMA om zo het uiterste uit de chip te halen. Dat is meer werk dan een ledje doen branden. Python mag daar ook gewoon bij. Eens je de structuur volledig begrijp gaat de programming beter.
Ik heb tijd. De PC met mijn 200MHz Picoscope+16ch-LA is het enige wat ik nog kan gebruiken. Wandelen en fietsen gaat moeilijk. Straks krijg ik spuit nr40 in mijn oog. Dan ben ik voor de rest van de dag knok-out. Morgen kan ik dan weer iets beter zien op het scherm!
Je hebt echt geen assembly meer nodig, ik doe heel veel low-level ontwikkeling op microcontrollers, een afgezien van een paar instructies in een bootloader heb ik al jaren geen assembly code meer aangeraakt.
Ik ben zelf beginner in de FPGA wereld. Eens in de zoveel tijd vind ik het leuk om weer eens iets te proberen. Waar ik wel tegenaan loop is dat ik geen goede simulatie heb. Ik lees online dat dit een onmisbare stap is bij het foutzoeken. Tot nog toe probeer ik het gewoon te schieten naar de fpga en dan werkt het of niet. Maar voor de wat complexere zaken is dat niet zo heel praktisch.
Ik zag online verilator voorbijkomen wat een gratis oplossing is, alleen dat lijkt me nogal een gedoe om aan de gang te krijgen. Hebben jullie toevallig tips voor iets wat een beetje beginner vriendelijk is?
Ohja, en betaalbaar. Het is maar wat hobby, dus voel er niet zoveel voor om daar een smak geld aan uit te geven.
Ik gebruik de tools van Lattice nog wel eens, die zijn eenvoudiger in gebruik, gratis, er zit een prima simulator in, en er zijn goedkope boards voor te koop.
Ook als je een andere FPGA gebruikt kun je je code daarmee simuleren op logisch niveau.
[Bericht gewijzigd door SparkyGSX op woensdag 6 november 2024 11:55:44 (22%)
Een van de zal-wel-niet-van-komen woeste ideeën op mijn hobby-lijstje dat misschien met een FPGA-voor-de-hobby kan is iets dat tussen TV en ‘mediabox’ geplaatst wordt en dat addblocking doet: detecteer het reclameblok en zet het geluid uit en het beeld op zwart. Of toon iets educatiefs - mijn probleem met reclame is dat ik ze onthoud en op die plek in mijn hoofd past bijvoorbeeld een stuk van een derde taal of een stuk wiskunde ofzo, of gewoon een leuke jeugdherinnering. (En al die auto’s, inlegkruisjes, en WC-blokjes ga ik toch niet vrijwillig aanschaffen)
Dus iets met een HDMI in- en uitgang dat eigenlijk gewoon doorgeeft wat er binnenkomt, maar meekijkt of het op een reclameblok lijkt. Bij reclame beeld en geluid uit, en optioneel iets anders tonen uit een stuk geheugen.
Is misschien nog markt voor ook, ouders die hun kindertjes achter de tv zetten maar wel willen dat ze hun topografie/Franse woordjes/tafels van vermenigvuldiging leren.
Als er nou een FPGA die HDMI stream gewoon doorgeeft maar af en toe 1 frame captured en in een stuk geheugen klaarzet voor een CPU/DSP die gaat kijken ‘is dit reclame’ en zoja, die een seintje geeft dat de FPGA zwart beeld en geen geluid uitstuurt? (Of, als nice to have, iets uit geheugen)
Maar - het gaat mij nog wat boven mijn pet. Misschien kan het ook puur op een CPU, ik heb nog nooit wat met HDMI gedaan en zelfs niks met beeldherkenning. Er zal vast ook iets bij moeten dat je aan het begin van een reclameblok op een knop duwt om aan te geven ‘dit mag je voortaan als reclame herkennen’, en iets om aan te geven ‘nope, volgens mij is dit geen reclame, ik wil beeld en geluid terug’. Het eind van een reclameblok moet natuurlijk ook weer gedetecteerd worden al kun je er vrijwel van uitgaan dat het de maximale XY minuten duurt… wellicht is zelfs het begin van de reclame op een vast tijdstip.
Maargoed. Mijn huidige oplossing is minder tv kijken 
er zal wel weer niet van komen.
Dat is op zich wel een leuk idee!
Ik zou een FPGA nemen met 2 RAM chips aan aparte poorten, zodat je wat data kunt bufferen. Je kunt dan een aantal frames en het geluid gebruiken om de detecteren of iets reclame is, en als het toch geen reclame blijkt te zijn, kun je het stuk dat je intussen gemist hebt alsnog laten zien. Je zult net zien dan een spannend stuk in een film onterecht herkent wordt als reclame.
De grootste vraag lijkt me hoe je reclame kunt herkennen. Ik denk dat je een aantal eigenschappen kunt gebruiken. Veranderingen in helderheid van het beeld komen ook in normale programma's voor, maar in combinatie met dynamische compressie van het geluid (daardoor lijken reclames harder) zou je dat wellicht kunnen gebruiken.
Een andere manier kan natuurlijk zijn om een blacklist te maken, van het eerste frame van elke reclame. Bij een grote verandering in het totale beeld kun je dat frame analyseren, en vergelijken met de blacklist. Die blacklist kan een lijst beelden zijn met sterk gereduceerde resolutie, misschien dat zeg 16*16 pixels al genoeg is. Je krijgt dan af en toe nog een reclame te zien, waarbij je moet aangeven dat het een reclame is, waarbij het eerste beeld wordt opgenomen in de blacklist.
Een FPGA kan toch van ieder frame gewoon live de CRC32 uitrekenen? Of MD5 ofzoiets.
Die hash je, (neem de onderste X bits) en kijk of DEZE CRC op die positie in je "blacklist" staat.
Dat past allemaal makkelijk in de blanking tijd. Kan je alles direct doorgeven ten koste van dat je toch het eerste reclame frame laat zien (1/30e van een seconde of zoiets).
Een hash-collision los je op door in geval van conflict het tweede frame te blacklisten.
Met zeg 32Mb ruimte voor hashes kan je 4M hashes van 8 bytes opslaan. Met zeg max 10% van je hashtable in gebruik kom je op vierhonderdduizend reclames die je kan blokkeren.
Een probleem is echter om de HDMI te decoderen. Als het goed is, is dat bestand tegen man in the middle aanvallen. Anderzijds, was eea niet gekraakt doordat er ergens een onbeveiligde code was gevonden?
Kan, maar ik zou eerder internet tv doen en dan een dns blacklisten. Daar zijn al allerlij oplossingen voor. Pi-hole is er zo eentje.
Ik zal die tools van lattice eens opzoeken, teminste zodra ik weer zin heb om met de fpga te spelen. Tis momenteel wat druk
Ja dat zat ik me ook even af te vragen, er was encryptie, maar waarschijnlijk is die allang gekraakt.
In het eerste deel van mijn bericht had ik nog aangenomen dat je meerdere frames en wat geluid nodig zou hebben om de beslissing te nemen, mogelijk en aantal seconden. Als je frames gaat blacklisten, kan het inderdaad veel sneller, en heb je dus veel minder opslagcapaciteit nodig.
Een hash maken van een heel beeld kan, maar ik zou stukken negeren, zoals de bovenhoeken, waar het logo van de zender staat.
Een CRC of hash maken van veel data is wel iets wat een FPGA heel goed voor is.
Een beeld 4k video zijn ongeveer 8.3Mpixels van 3 bytes elk, dus ongeveer 25MB ruwe data. Op 30 fps krijg je elke 33ms een nieuw frame. Als we aannemen dat de FPGA op 100MHz draait (redelijk voor een mid-range FPGA, mist de code goed geschreven is), is dat dus elke clockcycle 8 bytes, dus een algoritme waar 8 bytes tegelijk in gaan. Lijkt me best haalbaar!
Je zou er ook voor kunnen kiezen om elk zoveelste pixel te gebruiken, aangezien het een digitale stream is zonder compressie krijg je elke keer exact dezelfde binaire data, lijkt me, en dan hoef je dus niet alle data te gebruiken, zolang je genoeg gebruikt dat het voldoende uniek is.
@hardbass: DNS blacklisten werkt alleen als de reclame van een andere server komt, en de speler geen dienst weigert als de reclame niet geladen kan worden.
Golden Member
Zou een FPGA goed geschikt zijn om een neuraal netwerk te implementeren? Dat is misschien een van de betere oplossingen voor patroonherkenning. Tegenwoordig noemt men dat AI en dat is trendy. Dus misschien kun je er subsidie voor krijgen...
@SparkyGSX hieronder: dat is misschien niet zo erg. Je zou er een ARM naast kunnen zetten en een stuk extra werkgeheugen. Dan kan de gebruiker hem trainen en dan achteraf de trainingsgegevens doorrekenen om een nieuw netwerk te bouwen.
[Bericht gewijzigd door maartenbakker op woensdag 6 november 2024 23:32:31 (33%)
Ja en nee, zover ik weet worden FPGAs wel veelvuldig ingezet om neutrale netwerken te berekenen, maar dan met gewichten die eerder bepaald zijn door een computer of serverfarm. Het netwerk op de FPGA kan dus niets meer leren.
Op woensdag 6 november 2024 17:45:36 schreef maartenbakker:
Zou een FPGA goed geschikt zijn om een neuraal netwerk te implementeren?
Ik heb in 1988 onafhankelijk van XILINX de FPGA uitgevonden. Ik dacht dat ik een neuraal netwerk aan het maken was, maar het is precies geworden wat nu een FPGA heet.
De reden dat een FPGA niet "van nature" neurale netwerken kan doen is dat de activatie van de neuronen welliswaar binair is, maar de stimuli moeten "analoog" zijn. Analoge weegfactoren en een soort van threshold functie. Een FPGA kan dit alleen "binair".
In tegenstelling tot wat sparky zegt, denk ik dat een FPGA slecht is in het implementeren van een neuraal netwerk, zelfs als het "uitgeleerd" is. Er zijn maar zeer beperkte multiply-add units beschikbaar. Dan zijn dat er misschien een paar duizend op de heftigste FPGAs maar je kan veel beter een SIMD machine als een GPU nemen. Daar zitten orde-van-groottes meer multiply-add modules in dan in een prijs-vergelijkbare FPGA.
Golden Member
Analoge weegfactoren en een soort van threshold functie.
Onze hersenen zijn niet heel erg goed in accurate zaken ze werken meer op basis van kansberekening. Welke weg geeft me het meeste kans om water te vinden.
Dat is mijn beleving ook nog steeds het verschil met een computer of AI en onze hersenen. Een computer probeert heel accuraat te zijn en onze hersenen kunnen dat zeker wel maar is niet de hoofdzaak.
Als ik naar de snackbar gaat dan weet ik wat ik voor 10,- daar kan kopen maar of dat nu op 9,00 of 9,75 uitkomt boeit me niet zo.
Off-topic, maar:
Op woensdag 6 november 2024 12:34:49 schreef SparkyGSX:
De grootste vraag lijkt me hoe je reclame kunt herkennen. Ik denk dat je een aantal eigenschappen kunt gebruiken. Veranderingen in helderheid van het beeld komen ook in normale programma's voor, maar in combinatie met dynamische compressie van het geluid (daardoor lijken reclames harder) zou je dat wellicht kunnen gebruiken.
Bij veel zenders verdwijnt vlak voor een reclameblok het zenderlogo uit beeld en vaak komt er dan ook een zogenaamde ident achteraan: een stukje video met geluid dat de zender identificeert. Het lijkt me redelijk makkelijk daar op te schakelen. Het lastige is het einde: veel zenders hebben er een handje van om het reclameblok met een ident weer te laten eindigen, maar daarna nog 2 (of soms zelfs 3, volgens mij heeft vooral RTL8 daar een handje van) reclames voor eigen programma's te tonen voordat het programma echt weer verder gaat.
Op compressie werken lijkt me moeilijk: er zijn steeds meer zenders die een puinhoop maken van het geluid (Paramount en National Geographic): dan is het weer zacht, dan is het weer veel te hard en dat gaat de gehele uitzending zo door.
Golden Member
@rew: klinkt logisch! Ik denk dat het dan eerder een kwestie wordt van de analoge computer opnieuw uitvinden. Of inderdaad aandelen nVidia kopen, het is natuurlijk niet voor niets dat GPU-fabrikanten zichzelf nu hypen in de AI-hoek.
@benleentje: dat kansberekening, wegen van factoren, doen neurale netwerken juist weer erg goed.
[Bericht gewijzigd door maartenbakker op donderdag 7 november 2024 20:05:52 (23%)
Golden Member
Op donderdag 7 november 2024 20:04:40 schreef maartenbakker:
@benleentje: dat kansberekening, wegen van factoren, doen neurale netwerken juist weer erg goed.
Ja neurale netwerken wel maar ik bedoelde dat een cpu van een pc dat niet zo goed kan.
Volgens mij is een quantum computer ook analoog te noemen.
Op donderdag 7 november 2024 16:21:33 schreef benleentje:
Een computer probeert heel accuraat te zijn en onze hersenen kunnen dat zeker wel maar is niet de hoofdzaak.
Voor de lol moet je chatgpt eens vragen wanneer Suse 7.2 is uitgekomen. En dan in een nieuw window de vraag opnieuw stellen. (laatste keer mocht ik tussen twee antwoorden kiezen welke ik het beste vond.... Alletwee bijna even fout.)
Op donderdag 7 november 2024 17:05:12 schreef weardguy:
Off-topic, maar:
[...]
Bij veel zenders verdwijnt vlak voor een reclameblok het zenderlogo uit beeld en vaak komt er dan ook een zogenaamde ident achteraan: een stukje video met geluid dat de zender identificeert. Het lijkt me redelijk makkelijk daar op te schakelen. Het lastige is het einde: veel zenders hebben er een handje van om het reclameblok met een ident weer te laten eindigen, maar daarna nog 2 (of soms zelfs 3, volgens mij heeft vooral RTL8 daar een handje van) reclames voor eigen programma's te tonen voordat het programma echt weer verder gaat.Op compressie werken lijkt me moeilijk: er zijn steeds meer zenders die een puinhoop maken van het geluid (Paramount en National Geographic): dan is het weer zacht, dan is het weer veel te hard en dat gaat de gehele uitzending zo door.
Op beeldherkenning kun je een specifieke reclame wel herkennen toch? Heck, het zou zelfs op geluidsherkenning kunnen als dat minder rekenintensief is… maar ik denk dat als je beeldherkenning gebruikt je niet eens het hele beeld nodig hebt, maar dat als je een strook of blok pixels ergens uit het midden van het beeld pakt het ook al werkt. Of ‘elke 4e beeldlijn’ ofzo. (Maargoed. Premature optimization èn waarschijnlijk een vierkanter variant van een reeds bestaand wiel heruitgevonden).
(Maargoed, idealiter zou je idd begin- en eind van een generiek reclameblok willen herkennen ipv specifiek welke reclame het is. Dat laatste is hooguit leuk voor marketeers de geautomatiseerd willen controleren of de door hen betaalde reclame inderdaad op het gewenste tijdstip uitgezonden is…)
Op woensdag 6 november 2024 08:57:15 schreef hardbass:
..Waar ik wel tegenaan loop is dat ik geen goede simulatie heb. Ik lees online dat dit een onmisbare stap is bij het foutzoeken....
Simuleren "moet" inderdaad, volledig mee eens. Dat laat in 2 seconden dingen zien waar je anders een uur naar aan het zoeken bent.
De fabrikanten die ik ken hebben allemaal een ontwikkelomgeving met een simulator erbij. Intel en AMD in elk geval en Lattice had het ook altijd. Evt zou je gewoon een Modelsim kunnen gebruiken die bij de oudere versies van Quartus en ISE zaten. Dat zijn beperkte versies, maar voor de meeste hobby toepassingen prima geschikt.