Alat logika anu tiasa diprogram (CPLD) anu rumit mangrupikeun perangkat keras anu penting dina repertoar anjeun. Sakumaha namina, anjeun tiasa ngaprogram chip ieu pikeun nyayogikeun fungsi logika anu anjeun peryogikeun. Ieu tiasa ngagentos chip anu lami, atanapi ngan ukur cara pikeun diajar sareng nyobian téknologi anu béda. Naon cara anu langkung saé pikeun diajar tibatan nganggo CPLD sareng nyobian éta?
Abdi ngadamel modul CPLD supados tiasa dipasangkeun kana seueur hal, kalebet breadboard tanpa solder, tapi abdi lepat. Sigana rohangan colokan anu sayogi dina breadboard tanpa solder nyaéta 1,1 inci. Abdi parantos ngadamel tapak suku lébarna 1 inci, teu nyésakeun rohangan pikeun sajajar kabel di dua sisi. Eh.
Tapi hayu atuh kuring mundur sareng nunjukkeun langkung seueur ngeunaan naon anu kuring lakukeun, kuring hoyong ngadamel logika anu tiasa diprogram anu tiasa diwangun salaku kit, tiasa gampang disolder di bumi, tiasa diprogram dina sirkuit, sareng tiasa dianggo dina 3,3 atanapi 5 volt.
Pikeun ngawujudkeun kit anu gampang disolder, kuring nganggo komponén CPLD anu lami, anu ogé sayogi dina vérsi 3.3v sareng 5v, sareng bakal ngajaga pamrogramanana henteu paduli catu daya. Logika sorangan nyaéta IC CPLD tina séri Altera Max, sayogi dina dua vérsi, cocog pikeun papan sirkuit kalayan 32 atanapi 64 makrosel. Makrosel nyaéta blok wangunan logis dasar anu diprogram nganggo "istilah" logis teras dihubungkeun sareng makrosel sanés ngalangkungan interkoneksi anu tiasa diprogram.
Ningali skemana, anjeun tiasa ningali yén éta henteu ngandung seueur eusi: dasarna CPLD, sirkuit pamrograman dina sirkuit sareng osilator anu ngagerakkeun logika CPLD.
Bagian ieu disebut EPM7032 sareng EPM7064, nganggo pamawa chip timah plastik 44-pin (PLCC), sakapeung disebut timah J kusabab bentuk J tina timah. Bungkusan ieu tiasa dilebetkeun kana soket liang atanapi langsung disolder kana PCB.
Ngandung osilator on-board, janten CPLD tiasa ngalaksanakeun operasi sacara statefully sareng nyiptakeun counter gancang nyalira tanpa peryogi jam éksternal. Upami jam éksternal sayogi, jam kecepatan tinggi dina modul tiasa dianggo pikeun nyiptakeun kajadian jam dina unggal sisi naék atanapi turun tina jam éksternal, sareng tetep nuturkeun pedoman CPLD/FPGA, nyaéta, anjeun leres-leres kedah nganggo jaringan jam global internal tinimbang "Asynchronous" anu ngadorong input jam. Tegangan catu daya anu dipeunteun tina osilator ieu nyaéta antara 1,8 sareng 5,5 volt.
Upami anjeun ningali pidéo éta, anjeun bakal ningali yén kuring ngabahas karesep pribadi kuring ngeunaan kumaha cara nanganan pin "INH" dina osilator; sacara sederhana, saatos kuring mariksa lambaran spésifikasi éta sah, kuring condong ngantepkeun éta ngambang.
Nalika ngurus fungsi sapertos kitu, alesan anu muncul dina pikiran kuring kalebet kuring henteu resep nyambungkeun pin input langsung kana rel daya (upami tiasa). Nyaéta, kuring langkung resep nganggo resistor séri pikeun ngawatesan arus salami transien, sanaos éta henteu kedah diperyogikeun.
Salila sababaraha taun, kuring ningali sababaraha masalah dina produksi (angkatan ageung), sareng sakapeung hal-hal sapertos siklus daya bakal ngamungkinkeun pin anu langsung disambungkeun kana rel daya gaduh tegangan anu langkung luhur tibatan chip éta sorangan, anu goréng. Pamungkas, sambungkeun pin kana rel daya ngalangkungan resistor (boh daya atanapi ground), sareng jalma-jalma tiasa ngarobih pikiran sareng nganggo pin engké. Ieu khususna leres dina pangalaman kuring sareng panto anu henteu dianggo, anjeun panginten terang yén panto ieu henteu kedah ditinggalkeun ngambang atanapi henteu nyambung. Ku ngagunakeun resistor pull-up, anjeun tiasa nyambungkeun sinyal sareng nganggo gerbang tanpa motong sésa tambaga.
Konektor 10-pin sareng sababaraha resistor ngabentuk sirkuit pamrograman. Upami sadaya resistor mangrupikeun resistor pull-up, kuring bakal nganggo jaringan resistor, tapi hanjakalna, salah sahijina di-ground.
Pikeun ngaprogram CPLD mandiri sapertos kitu, diperyogikeun programer khusus. Ieu gampang pikeun kuring nyarios, sabab biasana kuring gaduh sababaraha anu ngagolér di gigireun kuring, tapi upami anjeun teu gaduh, éta moal nyeri teuing pikeun ngalebetkeun kaulinan. "Altera USB Blaster" anu disatujuan dijual $50 sareng tiasa dipésér ti Digikey sareng tempat sanés. Kuring gaduh sababaraha klon ti Ebay, salah sahijina nyaéta klon anu ngadukung Altera, Xilinx sareng Lattice dina waktos anu sami. Aya proyék sareng kode di Internét anu tiasa dianggo pikeun ngadamel klon anjeun nyalira, kuring bakal daptarkeun éta dina daptar pidéo anu mungkin pikeun proyék ngadamel klon programer. Kuring ogé bakal nunjukkeun desain tameng dimana motherboard, Arduino, PIC, jsb. tiasa diprogram.
Parangkat lunak anu diperyogikeun pikeun ngompilasi sareng ngaprogram CPLD sayogi gratis ti Altera, tapi bagian lami ieu meryogikeun vérsi lami 9.1. Warta anu saéna nyaéta éta vérsi lami karesep kuring. Éta ngagaduhan panganalisis timing anu intuitif, tapi éta dihapus dina vérsi anu langkung énggal.
PCB-na téh desain dua sisi anu basajan, salami papan sirkuitna pas, kuring condong nganggo tambaga pikeun ngagroundingkeun sareng sakapeung pikeun catu daya. Kadang-kadang ngocorna jadi ruksak sahingga tiasa nyababkeun masalah atanapi hasil ahir anu teu rapih, janten ngocorkeun tambaga deui mangrupikeun alat, tapi kedah diurus.
Ayeuna, seueur (upami sanés kalolobaan) pakét parangkat lunak CAD ngandung tampilan 3D tina produk ahir, sanaos akurasi gambarna ngan ukur akurat sapertos modél 3D anu dianggo pikeun ngagambarkeun bagian-bagianna. Di dieu anjeun tiasa ningali dimana kuring milih modél 3D pikeun soket 44-pin, konektor pamrograman, sareng osilator. Ieu sababaraha pakét 3D anu kuring resep anggo:
Seueur perusahaan ogé gaduh modél 3D pikeun komponénna. Molex ngan ukur salah sahiji conto perusahaan anu parantos ngalakukeun padamelan anu saé dina widang ieu.
Kasalahan anu kuring lakukeun teu mangaruhan fungsi sapertos estetika, sareng éta sanés masalah utama, nyaéta, éta henteu cocog pikeun papan roti tanpa solder tunggal.
Sakali kuring mikir yén kuring bisa ngabagi desain ieu ka saha waé, kuring langsung teu sugema ku simbol skematis CPLD sareng pinout tina konektor 40-pin, anu mangrupikeun tapak suku sakabéhna. Kuring nyokot simbol konektor dua baris 40-pin sareng nyaluyukeunana kana tapak suku 1 inci, tapi nomer pinna sanés 1, 2, 3, 4... tapi dinomeran 1 di sisi sapertos pakét DIP 3, 5, 7... sapertos konektor kabel pita. Ku alatan éta, éta mangrupikeun tapak suku anu teu intuitif pikeun nangtukeun kumaha nyambungkeun kana modul sareng ngungkulan masalah.
Sarua kitu, panempatan pin CPLD rada ngabingungkeun, sareng kuring nganggo sakumpulan utilitas anu ngandelkeun Boundary Scan Description Language (BSDL) pikeun nyiptakeun simbol. Kaseueuran vendor utama gaduh file BSDL anu sayogi pikeun komponén utama na, anu ngamungkinkeun anjeun (semi-) otomatis nyiptakeun simbol sareng pakét. Sapertos otomatisasi naon waé, éta kedah ditingali salaku alat sareng panginten peryogi pijet salajengna pikeun hasil anu pangsaéna. Dina hal ieu, kuring ngantepkeun éta ngadaptar pin dina urutan alfabét, anu ampir acak nalika ngalacak pin dina papan. Kuring ngan ukur tiasa nyarios yén kuring hariwang pisan dina dinten éta.
Anjeun mayar kanggo jalan pintas ieu iraha waé di jalan. Nalika kuring badé ngarobih modul ieu, kuring bakal nangtukeun sareng masihan penempatan pin anu cocog sareng bagian éta sorangan, supados terang dimana nempatkeun probe osiloskop anjeun gampang sapertos ningali simbol skematis.
Nalika nganggo papan sirkuit, aya perbaikan sanés anu utamina estetika atanapi mangpaat. Indikator pin 1 kedah langkung umum dina sababaraha pakét, sareng kuring langkung milih titik ground anu saderhana pikeun nyambungkeun ground osiloskop atanapi kabel VOM. Kuring tiasa nambihan ieu ku nambihan konektor dua pin supados daya sareng ground tiasa diterapkeun langsung kana papan tinimbang dijepit kana pin handap.
Sateuacan kuring ngarobih papan sirkuit, kuring hoyong mastikeun éta tiasa dianggo kalayan leres dina masalah fisik sareng estetika. Saatos dihurungkeun sareng mastikeun yén osilator tiasa dianggo kalayan leres, kuring nyolokkeun programmer. Sanaos vérsi 3.3v langkung énggal tibatan parangkat lunak pamrograman, éta ngadeteksi CPLD sareng nampilkeunana salaku alat "anu teu dikenal".
Salajengna, kuring nyieun counter dina Quartus sareng masihan nomer pin. Kompilasi sareng unduhan anu gancang sareng fungsi counter anu katingali ku osiloskop mastikeun yén desain éta tiasa dilakukeun.
Sirkuit tés gancang dina Verilog saderhana pisan. Kodeu na didaptarkeun di handap. Anjeun tiasa ngaunduh file ZIP anu ngandung skema sareng sirkuit tés Verilog salaku proyék Quartus II (merlukeun vérsi 9.1).
Sapertos anu parantos kuring sebatkeun, kuring bakal ngadamel révisi kadua tina papan sirkuit pikeun langkung merhatikeun detil anu diperyogikeun nalika ngabagi desain atanapi ngalakukeun sababaraha cara pikeun ngungkulan masalah. Kusabab kuring kedah nyetel lébar konektor handap ka 0,9 inci atanapi kirang, kuring tiasa teras nyetelna ka 0,6 inci, anu mangrupikeun pakét DIP "lébar" standar. Ngalakukeun ieu hartosna ngantepkeun pin handap nonjol tina tapak suku soket CPLD. Kuring moal ngalakukeun ieu dina kaayaan produksi sabab dirakit sacara manual dina waktos éta, tapi salah sahiji tujuanana nyaéta pikeun ngadamel kit solder leungeun. Kompromi solder leungeun nyaéta osilator kedah aya dina wadah pemasangan permukaan SMD, vérsi ngaliwatan liang ageung pisan sareng biasana henteu ngadukung rentang tegangan anu kuring pikahoyong.
Naha mungkin ngagunakeun modul-modul ieu pikeun ngawangun komputer anu saderhana sareng lengkep? Sigana mah kuring kedah nambihan mémori.
Lol...enya, gumantung kana jenis komputerna. Nanging, mikrokontroler/mikrokomputer "asli" kapangaruhan ku "ikatan pin" modul, anu hartosna anjeun moal tiasa kéngingkeun terminologi anu cekap tina modul pikeun ngalakukeun hal anu teuing mangpaat.
Abdi ngadamel pangontrol timing sareng mode kaméra NTSC lengkep kalayan ukuran 64, janten teu peryogi prosesor.
Verilog Struktural sareng HDL anu dianggo dina buku Nand to Tetris kirang langkung sami.
Naha aya bagian anu ngaliwatan liang? Ngelas 0805 téh gampang! Ayeuna waktuna pikeun unggal tukang ngelas pikeun diajar kaahlian ieu.
Upami kuring ngajantenkeun soket luhur tumpang tindih pin anu disolder ti handap, maka kuring tiasa nganggo "6 pusat (simulasi chip 40-pin) atanapi diagonal, jsb. Ieu bakal janten komponén solder manual pikeun nyolder kabel handap Soket luhur di tukangeun suku.
Tapi hésé pikeun pamula pikeun nyolder ti handap. Nalika kuring nyolder header pikeun PCB breadboard (papan adaptor SMD murah ieu anu anjeun tiasa anggo di eBay tiasa dianggo pikeun prototipe), kuring nyelapkeun header kana breadboard, teras nempatkeun PCB dina éta, teras kuring tiasa nyolder kalayan gampang. Éta cocog pisan pikeun breadboard. Upami anjeun kedah nyolder ti handap, éta langkung sesah.
Upami CPLD aya di tengah (panginten langkung gampil dipasang kawat), éta tiasa dipasang sacara diagonal tanpa tumpang tindih, aya 4 jajar, atanapi CPLD tiasa aya di hiji sisi:
Hatur nuhun kanggo saranna pikeun nyelapkeun konektor kana breadboard sateuacan disolder. Punyaku rada teu stabil.
Kumaha upami pin breadboard format DIP di hiji tungtung sareng jinis "dongle" tina soket chip éta sorangan di tungtung anu sanésna? Chip éta tiasa digantungkeun dina tungtung breadboard. Routingna bakal pageuh.
|####### ********************** |. Muhun, abdi mutuskeun pikeun nganggo vérsi "gratis" Altera, sapertos Xilinx sareng Lattice anu gaduh vérsi "gratis". Abdi kedah ngeureunkeun siklus ieu sareng Al Williams pikeun ngartos naon anu dirojong ku sadaya dukungan terbuka, anu kedah kalebet atribut khusus tina séri alat éta. Sanaos kitu, abdi parantos ngalakukeun seueur hal sareng vérsi gratis.
Sumuhun, anjeun nunjukkeun yén CPLD tumpang tindih sareng pin anu kuring yakin. Upami kuring nuturkeunana kalayan leres, ieu sigana sapertos rev 2. Nalika ngarancang pikeun produksi (massal), kuring sok alérgi kana léngkah "rakitan solder leungeun" sabab tumpang tindih (sabenerna pin solder dina sisi non-komponén). ) Éta parantos komponén anu disolder leungeun) tapi ieu ngan ukur kit alit, sanés desain anu berorientasi produksi. Kuring ngan ukur gaduh sababaraha kabiasaan anu hésé dipiceun dina umur kuring. 
Saur abdi, papan sirkuit bentuk T kalayan CPLD sareng komponén pasif kalayan bagian bentuk T anu lega bakal mangpaat pisan nalika digantungkeun dina sisi breadboard. Sarupa sareng Adafruit RasPi T-Cobbler (http://www.adafruit.com/products/2028). Ieu bakal ngajantenkeun kalolobaan daérah breadboard sayogi.
Hanjakalna, eureunna ieu bakal ngawatesan pisan panggunaanana dina proyék sampingan, sapertos sadaya generator fungsi anu dumasar kana XR2206 sareng ICL8038.
Ideu anu pikaresepeun. Abdi resep kana dua chip ieu. CPLD henteu ketinggalan jaman, ngan ukur cara anu langkung mirah pikeun mésérna dina 3.3v.
Ngeunaan "omong kosong" anjeun... anjeun leres-leres henteu ngadamel tata letak énggal pikeun nempatkeun éta dina breadboard. Cukup pasang kawat dina breadboard heula, teras pasang cpld dina kawatna. Atanapi, upami anjeun tiasa nyabut strip daya sareng ground tina salah sahijina, anggo 2 breadboard.
Ngeunaan Altium sareng Eagle. Dupi anjeun parantos mertimbangkeun KiCad? Éta henteu ngagaduhan watesan anu anjeun langkung resep Altium tibatan Eagle, sareng sacara standar ngahasilkeun kasalahan DRC pikeun sadaya pin anu teu nyambung. Upami anjeun leres-leres hoyong muka pin, anjeun kedah nyarioskeunana. (Panginten ngan ukur pikeun input, sanés pikeun output, sareng éta tacan dipariksa). Fitur anu saé anu sanés nyaéta gampang pisan diajar. Éta ngan ukur peryogi sadinten, sareng manual bubuka anu saé pisan ngajantenkeun kuring ngamimitian.
Abdi langkung resep smd (bagian anu langkung ageung) di luhur liang tembus. Éta langkung gampang dianggo. Anjeun teu kedah muterkeun PCB sepanjang waktos. (Sababaraha kasalahan bodo dilakukeun kusabab mirroring...). Sareng anjeun teu kedah motong kabel resistor. Nalika ngabagi desain, sababaraha pakét tiasa disimpen kalayan merenah dina PCB atanapi hiji bagian. Resistor SMD TH. (Éta ngajantenkeun tata letak rada rumit).
Abdi nganggo "KiCad Getting Started" dina format pdf. Versi lami anu dianggo nyaéta 29 halaman, sareng versi pangénggalna nyaéta 52 halaman. Anjeun tiasa mendakanana dina tutorial anu sanés (kalebet tautan pidéo): http://kicad-pcb.org/help/tutorials/
Abdi terang yén [Chris Gemmell] ti Hackaday sareng The Amp Hour ngadamel séri ngeunaan Kicad http://kicad-pcb.org/help/tutorials/
Kicad panginten aya mangpaatna, hayu atuh tingali naon anu kajantenan dina Rev 2. Hatur nuhun kana saran anjeun. Input anu teu nyambung mangrupikeun hal anu saé pikeun DRC (ERC), sareng pikeun konektor sareng hal-hal sanés anu ngajaga aranjeunna tetep lemes atanapi IO, kaseueuran pesen pegatkeun sambungan CAD biasana tiasa dihindari.
Jalankeun tés gancang teras lebetkeun konektor kana tabel kosong, jalankeun anotasi sareng DRC. Éta masihan kuring kasalahan drc pikeun unggal pin. Nanging, nyirian pin anu teu nyambung anu dipikanyaho saderhana pisan.
Setel ka pasif. Abdi kedah milarian (Édit Komponen -> Édit nganggo Editor Perpustakaan. Éditor perpustakaan muka sareng ngamuat komponén anjeun dina jandela anu misah, anjeun tiasa mariksa atanapi ngarobih bagian mana waé tina komponén. Komponén anu dirobih tiasa disimpen atanapi diénggalan dina skéma Anjeun. Ieu ngajantenkeun gampang pisan pikeun ngarobih komponén. Abdi henteu paduli teuing kana perpustakaan. Salaku conto, upami anjeun nganggo cpld, anjeun hoyong masihan nami anu bermakna kana pin. Anu langkung penting, aya antarmuka anu saé pikeun ngarancang komponén Anjeun nyalira.
Dina ERC KiCad, pin "teu nyambung" mangrupikeun jinis pin anu béda ti "pin pasif", sareng sadaya pin "teu nyambung" bakal ngahasilkeun kasalahan. Cara kerja ERC tiasa gampang disaluyukeun kana karesep anjeun nyalira: Tools -> Electrical Rules Checker -> Options.
Waktos posting: 18 Nopémber 2021