Murakkab dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilma (CPLD) sizning repertuaringizdagi muhim apparat qismidir. Nomidan ko'rinib turibdiki, siz ushbu chiplarni kerakli mantiqiy funktsiyalarni ta'minlash uchun dasturlashingiz mumkin. Bu eskirgan chiplarni almashtirish yoki shunchaki turli texnologiyalarni o'rganish va sinab ko'rish usuli bo'lishi mumkin. CPLD dan foydalanish va uni sinab ko'rishdan ko'ra yaxshiroq o'rganish usuli bormi?
Men CPLD modulini ko'p narsalarga, jumladan, lehimsiz non platalariga ulash uchun yaratdim, lekin xato qildim. Aftidan, lehimsiz non platasida mavjud ulash maydoni 1,1 dyuymga teng. Men maydonni 1 dyuym kenglikda qildim, ikkala tomonda ham bir qator simlar uchun joy qoldirmadim. Hmm.
Lekin orqaga qaytib, nima qilayotganim haqida ko'proq ma'lumot beray. Men to'plam sifatida tuzilishi mumkin bo'lgan, uyda osongina lehimlanadigan, sxemada dasturlashtiriladigan va 3,3 yoki 5 voltda ishlaydigan dasturlashtiriladigan mantiq yaratmoqchiman.
Oson lehimlanadigan to'plamni yaratish uchun men 3.3v va 5v versiyalarida ham mavjud bo'lgan va quvvat manbaidan qat'i nazar, dasturlashni saqlab turadigan eski CPLD komponentidan foydalandim. Mantiqning o'zi Altera Max seriyasidagi CPLD IC bo'lib, u ikki versiyada mavjud bo'lib, 32 yoki 64 ta makroelementli elektron platalar uchun mos keladi. Makroelementlar - bu mantiqiy "atamalar" yordamida dasturlashtirilgan va keyin dasturlashtiriladigan o'zaro bog'lanishlar orqali boshqa makroelementlar bilan o'zaro bog'langan asosiy mantiqiy qurilish bloklari.
Sxemaga qarab, unda unchalik ko'p kontent yo'qligini ko'rishingiz mumkin: asosan CPLD, elektron ichidagi dasturlash sxemasi va CPLD mantig'ini boshqaradigan osilator.
Ushbu qism EPM7032 va EPM7064 deb nomlanadi, 44 pinli plastik qo'rg'oshin chip tashuvchisidan (PLCC) foydalanadi, bu qo'rg'oshin simining J shakli tufayli ba'zan J sim deb ataladi. Ushbu paket teshikli rozetkaga kiritilishi yoki to'g'ridan-to'g'ri PCBga lehimlanishi mumkin.
Bortdagi osilatorni o'z ichiga oladi, shuning uchun CPLD tashqi soatga ehtiyoj sezmasdan operatsiyalarni to'g'ri bajarishi va o'z-o'zidan tezkor hisoblagichlarni yaratishi mumkin. Agar tashqi soat mavjud bo'lsa, moduldagi yuqori tezlikdagi soat tashqi soatning har bir ko'tarilish yoki tushish chetida soat hodisasini yaratish uchun ishlatilishi mumkin va baribir CPLD/FPGA ko'rsatmalariga amal qiladi, ya'ni soat kirishini "asinxron" boshqarish o'rniga ichki global soat tarmog'idan foydalanishingiz kerak. Ushbu osilatorning nominal quvvat manbai kuchlanishi 1,8 dan 5,5 voltgacha.
Agar videoni ko'rsangiz, men generatordagi "INH" pinini qanday ishlatish bo'yicha shaxsiy xohishim haqida gapirganimni ko'rasiz; oddiy qilib aytganda, texnik xususiyatlar varag'i qonuniy ekanligini tekshirgandan so'ng, uni suzib yurishga qo'yib beraman.
Bunday funksiyalar bilan ishlayotganimda, xayolimga kelgan sabablar orasida kirish pinlarini to'g'ridan-to'g'ri quvvat relslariga ulashni yoqtirmasligim (iloji bo'lsa) bor edi. Ya'ni, men o'tish davrida tokni cheklash uchun ketma-ket rezistorlardan foydalanishni afzal ko'raman, hatto kerak bo'lmasa ham.
Yillar davomida men ishlab chiqarishda ba'zi muammolarga duch keldim (katta partiyalarda) va ba'zida elektr uzatish tsikli kabi narsalar elektr relsiga to'g'ridan-to'g'ri ulangan pinlarning chipning o'ziga qaraganda yuqori kuchlanishga ega bo'lishiga imkon beradi, bu esa yomon. Nihoyat, pinni elektr relsiga rezistor (elektr yoki yer) orqali ulang, shunda odamlar fikrlarini o'zgartirishlari va pinni keyinroq ishlatishlari mumkin. Bu, ayniqsa, ishlatilmagan eshiklar bilan bo'lgan tajribamda to'g'ri keladi, ehtimol siz bu eshiklar hech qachon suzuvchi yoki ulanmagan holda qoldirilmasligi kerakligini bilasiz. Tortuvchi rezistor yordamida siz signalni ulashingiz va mis izlarini kesmasdan darvozadan foydalanishingiz mumkin.
10 pinli ulagich va bir nechta rezistorlar dasturlash sxemasini hosil qiladi. Agar barcha rezistorlar tortiladigan rezistorlar bo'lsa, men rezistor tarmog'idan foydalanardim, lekin afsuski, ulardan biri yerga ulangan.
Bunday mustaqil CPLDni dasturlash uchun maxsus dasturchi kerak. Buni aytish men uchun oson, chunki odatda yonimda bir nechtasi yotadi, lekin agar sizda bo'lmasa, o'yinga kirish juda og'riqli bo'lmaydi. Tasdiqlangan "Altera USB Blaster" 50 dollarga sotiladi va uni Digikey va boshqa joylardan sotib olish mumkin. Menda Ebaydan bir nechta klonlar bor, ulardan biri Altera, Xilinx va Lattice ni bir vaqtning o'zida qo'llab-quvvatlaydigan klon. Internetda o'zingizning kloningizni yaratish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan loyiha va kod mavjud, men uni dasturchi klonlarini yaratish loyihasi uchun mumkin bo'lgan videolar ro'yxatimda ko'rsataman. Shuningdek, men anakart, Arduino, PIC va boshqalarni dasturlash mumkin bo'lgan qalqon dizaynini ham ko'rsataman.
CPLD ni kompilyatsiya qilish va dasturlash uchun zarur bo'lgan dasturiy ta'minot Altera'dan bepul mavjud, ammo bu eski qism eski 9.1 versiyasini talab qiladi. Yaxshi xabar shundaki, bu mening eng sevimli eski versiyam edi. Unda intuitiv vaqt analizatori bor edi, ammo keyingi versiyada u olib tashlandi.
PCB oddiy ikki tomonlama dizaynga ega, agar elektron plata unga mos kelsa, men yerga ulash va ba'zan quvvat manbai uchun misdan foydalanaman. Ba'zan quyish shunchalik buziladiki, bu aslida muammolarga yoki noto'g'ri natijalarga olib kelishi mumkin, shuning uchun misni qayta quyish vositadir, ammo uni boshqarish kerak.
Bugungi kunda ko'plab (agar aksariyat bo'lmasa) CAD dasturiy ta'minot paketlari yakuniy mahsulotning 3D ko'rinishlarini o'z ichiga oladi, garchi tasvirlarning aniqligi faqat qismlarni ifodalash uchun ishlatiladigan 3D modellar kabi aniq bo'lsa ham. Bu yerda men 44 pinli rozetka, dasturlash ulagichi va osilator uchun 3D modelni qayerda tanlaganimni ko'rishingiz mumkin. Men foydalanishni yoqtiradigan ba'zi 3D paketlar:
Ko'pgina kompaniyalar o'z komponentlarining 3D modellariga ham ega. Molex bu sohada yaxshi ish qilgan kompaniyaning bir misoli xolos.
Men qilgan xato estetika kabi funksiyaga ta'sir qilmaydi va bu asosiy muammo emas, ya'ni bitta lehimsiz non taxtasi uchun mos emas.
Dizaynni har kim bilan baham ko'rishim mumkin deb o'ylaganimdan so'ng, CPLD sxematik belgilaridan va uning umumiy maydoni bo'lgan 40 pinli ulagichning pinoutidan darhol norozi bo'ldim. Men 40 pinli ikki qatorli ulagich belgisini olib, uni 1 dyuymli izga sozladim, lekin pin raqamlari 1, 2, 3, 4 emas... balki DIP to'plami 3, 5, 7 kabi yon tomonda 1 raqami bilan raqamlangan... xuddi lenta kabel ulagichlari kabi. Shuning uchun, bu modulga qanday ulanishni aniqlash va muammolarni bartaraf etish uchun sezgi bo'lmagan izdir.
Xuddi shunday, CPLD pinlarini tayinlash biroz chalkash va men belgilar yaratish uchun Boundary Scan Description Language (BSDL) ga tayanadigan bir qator yordamchi dasturlardan foydalandim. Ko'pgina yirik sotuvchilarning asosiy komponentlari uchun BSDL fayllari mavjud, bu sizga (yarim) avtomatik ravishda belgilar va paketlarni yaratish imkonini beradi. Har qanday avtomatlashtirish singari, uni vosita sifatida ko'rish kerak va eng yaxshi natijalarga erishish uchun qo'shimcha massaj talab qilinishi mumkin. Bu holda, men unga pinlarni alifbo tartibida ro'yxatlashga ruxsat berdim, bu esa doskadagi pinlarni kuzatishda deyarli tasodifiydir. Shunchaki ayta olamanki, o'sha kuni juda xavotirda edim.
Siz bu yorliqlar uchun yo'lda pul to'laysiz. Men ushbu modulni o'zgartirishga borganimda, men uni qismning o'ziga mos keladigan pin joylashuvini aniqlayman va unga beraman, shunda osiloskop zondini qayerga qo'yishni bilish sxematik belgiga qarash kabi oson.
Elektron platalardan foydalanganda, asosan estetik yoki foydali bo'lgan boshqa yaxshilanishlar mavjud. 1-pin indikatori bir nechta paketlarda ko'proq uchraydi va men har doim osiloskopning yerga ulash yoki VOM simini ulash uchun oddiy yerga ulash nuqtasini afzal ko'raman. Bunga ikkita pinli ulagich qo'shish orqali qo'shishim mumkin, shunda quvvat va yerga ulash pastki pinlarga mahkamlash o'rniga to'g'ridan-to'g'ri plataga ulanishi mumkin.
Elektron platani o'zgartirishdan oldin, uning jismoniy va estetik muammolar ostida to'g'ri ishlashiga ishonch hosil qilmoqchiman. Quvvatni yoqgandan va generator to'g'ri ishlayotganini tasdiqlagandan so'ng, men dasturchini uladim. 3.3v versiyasi dasturlash dasturidan yangiroq bo'lsa-da, u CPLDni aniqladi va uni "noma'lum" qurilma sifatida ko'rsatdi.
Keyin, men Quartusda hisoblagich yaratdim va pin raqamlarini tayinladim. Tez kompilyatsiya qilish va yuklab olish hamda osiloskop tomonidan ko'riladigan hisoblagich funksiyasi dizaynning amalga oshirilishini tasdiqlaydi.
Verilogdagi tezkor sinov sxemasi juda oddiy. Kod quyida keltirilgan. Siz sxema va Verilog sinov sxemasini o'z ichiga olgan ZIP faylini Quartus II loyihasi sifatida yuklab olishingiz mumkin (9.1 versiyasi talab qilinadi).
Aytib o'tganimdek, dizaynni baham ko'rishda yoki biron bir qator muammolarni bartaraf etishda zarur bo'lgan tafsilotlarga ko'proq e'tibor berish uchun elektron plataning ikkinchi versiyasini tayyorlayman. Pastki ulagichning kengligini 0,9 dyuym yoki undan kamroqqa o'rnatishim kerakligi sababli, uni 0,6 dyuymga o'rnatishda davom etishim mumkin, bu standart "keng" DIP to'plami. Buni amalga oshirish pastki pimlarning CPLD rozetkasining izidan chiqib turishini anglatadi. Men buni ishlab chiqarish sharoitida qilmas edim, chunki u o'sha paytda qo'lda yig'ilgan edi, lekin maqsadlardan biri qo'lda lehimlash to'plamini yaratish edi. Qo'lda lehimlashning murosaga kelishi shundaki, osilator SMD sirtga o'rnatiladigan korpusda bo'lishi kerak, teshikli versiyasi juda katta va odatda men xohlagan kuchlanish diapazonini qo'llab-quvvatlamaydi.
Ushbu modullardan to'liq oddiy kompyuterni yaratish uchun foydalanish mumkinmi? Menimcha, xotira qo'shishim kerak.
Lol... ha, bu qanday kompyuter turiga bog'liq. Biroq, "haqiqiy" mikrokontrollerlar/mikrokompyuterlar modulning "pin bog'lanishi" dan ta'sirlanadi, ya'ni siz moduldan juda foydali ish qilish uchun yetarli terminologiyani ololmaysiz.
Men 64 o'lchamli to'liq NTSC kamera vaqtini va rejimini boshqaruvchi qurilmani yasadim, shuning uchun protsessor talab qilinmaydi.
"Nand to Tetris" kitobida ishlatilgan Strukturaviy Verilog va HDL deyarli bir xil.
Nima uchun qismlar teshik orqali o'tadi? 0805 payvandlash oson! Endi har bir tinker uchun bu ko'nikmani o'rganish vaqti keldi.
Agar men yuqori rozetkani pastki qismdan lehimlangan pinlar bilan bir-birining ustiga qo'ysam, u holda men "6 markazdan (40 pinli chipni simulyatsiya qilish) yoki diagonal va boshqalardan foydalanishim mumkin. Bu pastki simlarni oyoq orqasidagi yuqori rozetkaga lehimlash uchun qat'iy qo'lda lehimlash komponentlari bo'ladi.
Lekin yangi boshlanuvchilar uchun uni pastki qismdan lehimlash qiyin. Men non platasining elektron platasi uchun sarlavhalarni lehimlaganimda (eBay'da foydalanishingiz mumkin bo'lgan bu arzon SMD adapter platalari prototiplash uchun ishlatilishi mumkin), men sarlavhalarni noutbukga joylashtiraman, keyin unga elektron platani qo'yaman va keyin osongina lehimlay olaman. Bu noutbuklar uchun juda mos keladi. Agar uni pastki qismdan lehimlash kerak bo'lsa, bu yanada qiyinroq.
Agar CPLD o'rtada bo'lsa (simlarni ulash osonroq bo'lishi mumkin), uni diagonal ravishda, bir-birining ustiga chiqmasdan o'rnatish mumkin, 4 qator mavjud yoki CPLD bir tomonda bo'lishi mumkin:
Lehimlashdan oldin ulagichni non taxtasiga kiritish bo'yicha maslahatingiz uchun tashakkur. Meniki biroz beqaror.
Bir uchida DIP formatidagi non platasi pinlari, ikkinchi uchida esa chip rozetkasining "dongle" turidagi pinlari haqida nima deyish mumkin? Chipni non platasining uchiga osib qo'yish mumkin. Yo'naltirish zich bo'ladi.
|####### ******************** |. Ha, men Xilinx va Lattice’ning “bepul” versiyalari kabi Altera’ning “bepul” versiyasidan foydalanishga qaror qildim. Barcha ochiq qo‘llab-quvvatlash nimani qo‘llab-quvvatlashini, jumladan, qurilmalar seriyasining o‘ziga xos atributlarini tushunish uchun Al Williams bilan siklni yakunlashim kerak. Shuni aytishim kerakki, men bepul versiya bilan ko‘p ish qildim.
Ha, siz CPLD pinlar bilan bir-birining ustiga chiqishini ko'rsatyapsiz, menimcha. Agar men uni to'g'ri bajarsam, bu 2-versiyaga o'xshab ko'rinishi mumkin. (Ommaviy) ishlab chiqarish uchun loyihalashda men har doim "qo'lda lehim yig'ish" bosqichiga allergiyam bor, chunki ular bir-birining ustiga chiqadi (aslida komponent bo'lmagan tomondagi lehim pinlari). ) Bu allaqachon qo'lda lehimlangan komponent), lekin bu shunchaki kichik to'plam, ishlab chiqarishga yo'naltirilgan dizayn emas. Mening yoshimda qutulish qiyin bo'lgan ba'zi odatlarim bor. 
Menimcha, CPLD va keng T shaklidagi qismi bo'lgan passiv komponentlarga ega T shaklidagi elektron plata non taxtasining chetiga osib qo'yilganda juda foydali bo'ladi. Adafruit RasPi T-Cobblerga o'xshash narsa (http://www.adafruit.com/products/2028). Bu non taxtasi maydonining katta qismini mavjud qiladi.
Afsuski, to'xtatilishi, XR2206 va ICL8038 asosidagi barcha funksiya generatorlari singari, uni qo'shimcha loyihalarda qo'llashni jiddiy ravishda cheklaydi.
Qiziqarli fikr. Menga bu ikkita chip yoqadi. CPLD eskirgan emas, shunchaki uni 3.3v da sotib olishning arzonroq usuli.
Sizning "bema'niligingiz"ga kelsak... siz uni taxtaga o'rnatish uchun yangi maket yaratmadingiz. Avval simni taxtaga, keyin esa simga cpldni qo'ying. Yoki, agar ulardan biridan quvvat va yerga ulash simlarini tortib olsangiz, 2 ta taxtadan foydalaning.
Altium va Eagle haqida. Siz KiCad haqida o'ylab ko'rdingizmi? Unda Eagle o'rniga Altiumni afzal ko'rishingizga oid hech qanday cheklovlar yo'q va sukut bo'yicha barcha ulanmagan pinlar uchun DRC xatolarini keltirib chiqaradi. Agar siz chindan ham pinni ochmoqchi bo'lsangiz, uni aytishingiz kerak. (Balki faqat kirish uchun, chiqish uchun emas va u hali tekshirilmagan). Yana bir ajoyib xususiyat shundaki, uni o'rganish juda oson. Bu atigi bir kun davom etdi va ajoyib kirish qo'llanmasi meni ishga tushirishga undadi.
Men (kattaroq qismi) smd ni teshik ustida afzal ko'raman. Ulardan foydalanish osonroq. Siz doimo elektron platani burishingiz shart emas. (Ba'zi ahmoqona xatolar aks ettirish tufayli qilingan...). Va siz rezistorning simini kesishingiz shart emas. Dizaynni baham ko'rishda bir nechta paketlarni elektron plataga yoki bitta qismga qulay tarzda joylashtirish mumkin. SMD rezistor TH. (Bu joylashuvni biroz murakkablashtiradi).
Men "KiCad Getting Starting" ni pdf formatida ishlatdim. Foydalangan eski versiyasi 29 sahifadan iborat, eng so'nggi versiyasi esa 52 sahifadan iborat. Siz uni boshqa qo'llanmalarda (video havolalari bilan birga) topishingiz mumkin: http://kicad-pcb.org/help/tutorials/
Bilaman, Hackaday va The Amp Hour’dan [Chris Gemmell] Kicad’da serial yaratgan http://kicad-pcb.org/help/tutorials/
Kicad foydali bo'lishi mumkin, keling, 2-tadqiqotda nima bo'lishini ko'rib chiqaylik. Takliflaringiz uchun tashakkur. Ulanmagan kirishlar DRC (ERC) uchun yaxshi narsa, va ularni yumshoq yoki IO saqlaydigan ulagichlar va boshqa narsalar uchun odatda CAD uzilishi haqidagi xabarlarning ko'pchiligidan qochish mumkin.
Tezkor sinovni o'tkazing va ulagichni bo'sh jadvalga tashlang, annotatsiyalar va DRC ni ishga tushiring. Har bir pin uchun menga drc xatolari berildi. Biroq, ma'lum bo'lmagan pinlarni belgilash juda oddiy.
Passiv holatga o'rnatildi. Men qidirishim kerak (Komponentni tahrirlash -> Kutubxona muharriri bilan tahrirlash). Kutubxona muharriri sizning komponentingizni alohida oynada ochadi va yuklaydi, siz komponentning istalgan qismini tekshirishingiz yoki o'zgartirishingiz mumkin. O'zgartirilgan komponentni Sizning sxemangizda saqlash yoki yangilash mumkin. Bu komponentlarni o'zgartirishni juda osonlashtiradi. Menga kutubxona unchalik qiziq emas. Masalan, agar siz cpld dan foydalansangiz, pinlarga mazmunli nomlar berishingiz kerak. Eng muhimi, o'zingizning komponentlaringizni loyihalash uchun yaxshi interfeys mavjud.
KiCad'ning ERC'sida "ulanmagan" pinlar "passiv pinlar"dan farqli pin turi bo'lib, barcha "ulanmagan" pinlar xatolarga olib keladi. ERC ishlash usulini o'zingizning xohishingizga osongina moslashtirish mumkin: Asboblar -> Elektr qoidalarini tekshirish -> Variantlar.
Nashr vaqti: 2021-yil 18-noyabr