ALHAMBRA II - mrpss1234/Treball-de-Final-de-Grau GitHub Wiki

ALHAMBRA II

El nucli de la training board de la UdL és la placa d'entrenament Icezum Alhambra II.

És una placa electrònica Open FPGA compatible amb Arduino/zoom. Basada en el paradigma de maquinari lliure, la Icezum Alhambra va ser dissenyada utilitzant eines de codi obert i tecnologies lliures. (FreeCad, KiCad, InkScape i LibreOffice) i és compatible amb la toolchain del projecte Icestorm de Clifford Wolf.

El desenvolupament de la Icezum Alhambra s'inicia l'any 2015 en el departament de robòtica i innovació de BQ de la mà del dissenyador Eladio Delgado, un enginyer que viu en un petit poble de Granada, d'aquí el nom de la placa, Alhambra. Es pretenia obtenir una placa FPGA, totalment oberta, similar a les plaques Arduino/ZOOM, amb la idea que pogués ser utilitzada en entorns educatius, i es poguessin crear dissenys de circuits digitals o experiments de robòtica, usant un FPGA en comptes d'un processador. A principis de 2016 es va crear el repositori de bqlabs de la placa icezum en github publicant-se tots els arxius de la V1.0 i es construeixen els primers prototips, que van ser muntats manualment.

Més endavant el finançament de BQ es deté i el projecte és continuat amb el suport de la comunitat maker #FPGAwars, liderada per Juan González Gómez, més conegut com Obijuan. Es crea l'organització github de FPGAwars i tots els repositoris relacionats amb openfpgas es passen allí.

La versió 1.0 es va fer en Altium i posteriorment Obijuan la va migrar a Kicad, una eina lliure de disseny de PCBs, impulsada pel CERN (Organització Europea de Recerques Nuclears). La versió real és la Icezum Alhambra II. Tots els seus arxius d'arxiu font i fabricació estan disponibles en el repositori, on es poden obtenir totes les dades del disseny, esquemes, pcb, pinout, BOM, models 3D dissenyats amb Freecad.

Fabricada per l'empresa espanyola AlhambraBits, el seu cost (60€), la facilitat per a la seva adquisició, l'accés total als seus plans i les característiques tècniques van determinar l'opció d'aquesta placa per al projecte de la plataforma de desenvolupament de baix cost de la UdL.

Característiques tècniques principals

Placa de desenvolupament FPGA iCE40HX4K-TQ144 de Lattice Semiconductor.
Compatible amb la cadena d'eines de font oberta [icestorm] i Icestudio
Arduino com a placa: pinout similar que Arduino un
Pot reutilitzar la majoria dels escuts disponibles
Controla els teus robots / printbots des d'una FPGA
Oscil·lador MEMS de 12 MHZ.
Interruptor ON/*OFF (apagui el robot mòbil fàcilment).
8 Leds SMD de propòsit general (LED0…LED7).
2 polsadors tipus push-*button de propòsit general (SW1 i SW2).
32 Mb de Memòria Flaix per a poder guardar fins a 30 bitstreams o dades de l'usuari.
20 pins d'entrada/sortida (E/S) (S0…D13, A0…A3, DD4 i DD5) a 3.3v (5v tolerant). Com a entrada accepta nivells entre 3.3V i 5V, com a sortida genera 3.3V.
Resistència de 200Ω en sèrie en tots els pins de E/S per a activació directa de Leds.
Convertidor 12 bits A/D (4 canals).
Els pins de selecció de bitstreams per a cold boot (a triar entre 4 bitstreams que prèviament hagin segueixo gravats en la memòria Flasch) estan accessibles mitjançant els pins de E/S de propòsit general.
Reguladors commutats de IA per a les alimentacions d'1.2 V i 3.3 V, la qual cosa permet activar els PLLs i treballar a velocitats molt majors.
Oscil·lador MEMS de 13 MHz.
Botó de reset tipus push-button.
Font d'alimentació USB. Dos connectors. Fins a 4.8a d'entrada.
Pins analògics (encara que el convertidor A/D incrustat i2c).
El dispositiu USB FTDI 2232H permet la programació FPGA i la interfície UART a un PC.

Si la FPGA iCE40HX4K es programa utilitzant la toolchain lliure del projecte IceStorm fa possible que el número de cedeixis bàsiques lògiques de què es disposin sigui de 7680, és a dir, el doble que si es programés mitjançant el programari privatiu del fabricador Lattice. D'aquesta manera, utilitzant les eines lliures es poden sintetitzar sistemes digitals molt més complexos