001‐ax‐bit1 - Obijuan/Icestudio-Digital GitHub Wiki

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Ficha: Elemento primitivo: Bit-1

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Descripción

El circuito ax-bit1 es nuestro primer circuito, cuya misión es sacar un valor constante 1 por el pin de salida D0 de la tarjeta Alhambra-II. Este circuito es el hola mundo de la electrónica, y como tal se usa para comprobar que nuestro entorno de desarrollo lo tenemos operativo: somos capaces de sintetizar el circuito y cargarlo en la FPGA

El resultado es que se enciende un LED, de manera indefinida, hasta que se quite la alimentación del circuito

En vez de usar los LEDs nativos de la placa Alhambra-II, se utiliza la placa periférica AP-LED8 que conecta 8 LEDs en los pines de salida desde el D0 hasta el D7, siendo el D0 el de menor peso (LED situado más a la derecha). Se usa esta placa para ver los resultados con mayor claridad, ya que los leds son más grandes y están en posición horizontal. Pero este mismo ejemplo se puede utilizar con los LEDs nativos sin más que cambiar el pin D0 por LED0

Circuito: LEDON-INF

El circuito LEDON-INF es una abstracción que representa un circuito digital que enciende un LED indefinidamente. Esto es, el LED estará encendido mientras el circuito esté alimentado. En cuanto se quita la alimentación el LED se apaga

El circuito 001-ax-bit1 presentado en esta lámina es la primera implementación de LEDON-INF. Veremos en láminas sucesivas que se puede implementar de otras formas, pero todas ellas son equivalentes

Cronograma

Para representar la evolución de las salidas del circuito con el tiempo utilizamos una representación gráfica que llamamos cronograma. En este primer cicuito de ejemplo vemos que el pin de salida D0 permanece al valor constante 1 durante todo el tiempo (hasta el infinito). Por eso la señal D0 es plana. NO HAY VARIACIONES

Recursos

Recurso Candidad Máximo Descripcioin
LC 1 7680 Celdas lógicas
IO 1 256 Bloques de E/S

La tarjeta Alhambra-II viene con la FPGA ICE40HX8K de Lattice que tiene un total de 7680 céldas lógicas (LC), 256 bloques de E/S (IO) y 32 bloques de RAM. El circuito ax-bit1, que es el hola mundo, sólo consume una celda lógica. Y como sólo tiene 1 pin de salida solo se gasta un bloque de entrada salida

Resumen de conceptos

Este es el primer circuito. Se introducen los siguientes conceptos, que serán utilizados en los circuitos sucesivos

  • Bit constante a 1. En un elemento primitivo. Está localizado en la colección iceK, por eso lo denotamos como icek.bit1. El bit 1 es la base de la lógica positiva. En esta lógica se considera que 1 es igual a encendido, on, activado...
  • Cable: Es otro elemento primitivo. Se empleado para conectar el bloque Bit-1 y el pin de salida
  • Cronograma: Representación gráfica de las salidas del circuito con el tiempo del sistema (ciclos)
  • Texto en bloque de salida: El bloque Pin de salida tiene un desplegable para seleccionar el pin de salida mediante su nombre. Además, se le puede asociar un Texto que sirva como documentación para indicar qué es lo que está conectado en ese pin. En este circuito el nombre es LED por que en el pin D0 se ha conectado un LED de la tarjeta AP-LED8
  • Sintetizar: Es el proceso mediante el cual el circuito gráfico dibujado en Icestudio se transforma en un circuito real que se puede cargar en la FPGA. Lo que se genera en la síntesis es el bitstream. Es un fichero que contiene los bits necesarios para interconectar todos los elementos de la FPGA y que se forme el circuito
  • Cargar: Es el proceso mediante el cual se envía nuestro diseño (bitstream) a la FPGA, y al cabo de unos segundos aparece el circuito. El proceso completo de Síntesis+Carga se realiza en Icestudio directamente al apretar el botón de Upload
  • Tarjeta Alhambra II: Es la tarjeta con FPGA que se ha utilizado para sintentizar y validar este circuito. Por supuesto, este circuito se puede sintetizar en cualquier otra placa, sin más que cambiar el pin de salida
  • Tarjeta AP-LED8-THT: Placa periférico con 8 LEDs para la Tarjeta Alhambra-II

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TODO

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  • Notas históricas. ¿En qué taller o documentación se hizo este circuito por primera vez en Icestudio?