A LOGSYS rendszer ismertetése

Átírás

1 BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VILLAMOSMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR MÉRÉSTECHNIKA ÉS INFORMÁCIÓS RENDSZEREK TANSZÉK A LOGSYS rendszer ismertetése Raikovich Tamás BME MIT atórium

2 A LOGSYS rendszer Beágyazott rendszerek (elsősorban FPGA alapú) Fejlesztőrendszere Oktatási segédeszköze Részei: LOGSYS Spartan-3E FPGA kártya LOGSYS fejlesztői kábel LOGSYS grafikus felhasználói felület Xilinx Platform Cable USB emulátor LOGSYS FLASH programozó alkalmazás

3 LOGSYS Spartan-3E FPGA kártya

4 LOGSYS Spartan-3E FPGA kártya Xilinx XC3S250E-TQ144 FPGA 250 ezer kapu (4896 LUT és FF) 12 darab 18 kbites Blokk-RAM 12 darab 18 x 18 bites szorzó Az eszközzel megvalósíthatók Összetettebb logikák Egyszerűbb processzoros rendszerek Digitális jel- és képfeldolgozás Egyszerűen kezelhető perifériák Memóriák: program- és adattárolás 128 k x 8 bites aszinkron SRAM 16 Mbites SPI buszos soros FLASH A soros FLASH memóriából képes az FPGA magát felkonfigurálni

5 LOGSYS Spartan-3E FPGA kártya Megjelenítő eszközök 8 darab LED 4 digites hétszegmenses kijelző 7 x 5 pontmátrix kijelző Beviteli eszközök 5 darab nyomógomb 8-as DIP kapcsoló 16 MHz-es oszcillátor LOGSYS fejlesztői port Konfigurálás, vezérlés (CLK, RST) Soros kommunikáció, tápellátás Két bővítőcsatlakozó

6 LOGSYS Spartan-3E FPGA kártya Letölthető anyagok ( LOGSYS Spartan-3E FPGA Kártya Felhasználói Útmutató Részletes dokumentáció Kapcsolási rajz A perifériák bekötése Teszt alkalmazás az FPGA kártyához A kijelzők időmultiplexelt vezérlése XBD fájl az FPGA kártyához Kártya leíró fájl a Xilinx EDK szoftverhez Kicsomagolni a \Xilinx\EDK\board könyvtárba FLASH programozó alkalmazás

7 LOGSYS fejlesztői kábel USB periféria Mini-B USB csatlakozó Fejlesztői kábel funkciók: Konfiguráció: JTAG Kommunikáció: UART/USRT Master SPI Master I 2 C BitBang I/O Vezérlés: Órajel és reset jel Tápellátás: 5 V rövidzárlat védett tápfeszültség kimenet Feszültség- és árammérés

8 LOGSYS fejlesztői kábel Csatlakoztatás: a LOGSYS matrica legyen felül! Állapotjelző LED-ek Sárga LED: tápellátás Zöld LED: kommunikáció Letölthető anyagok ( LOGSYS Fejlesztői Kábel Felhasználói Útmutató Részletes dokumentáció Eszközmeghajtó programok Két eszköz: fejlesztői kábel + virtuális soros port A számítógép újraindítására szükség lehet

9 LOGSYS GUI Indítás: Logsys.exe Átrendezhető, testreszabható (dokkolható ablakok) A fejlesztői kábel funkcióinak elérését biztosítja

10 LOGSYS GUI Kábelkezelő A fő ablak bal oldalán található Minden csatlakoztatott fejlesztői kábelhez külön lap tartozik Funkciói: Kábel funkciók megnyitása CLK, RST vezérlés Tápfeszültség kimenet vezérlése Mérési eredmények megjelenítése

11 LOGSYS GUI Kábelkezelő Kábel funkciók: JTAG, BitBang I/O, UART, USRT Megnyitás: checkbox bejelölése Lezárás: Funkció ablakának bezárása Checkbox bejelölés megszűntetése Erőforrás ütközés esetén az adott funkció nem lesz elérhető Órajel és reset jel vezérlése: CLK: 1 Hz 8 MHz RST: aszinkron Csak akkor elérhető, ha a CLK vagy az RST vonal nem foglalt

12 LOGSYS GUI Kábelkezelő Tápfeszültség kimenet vezérlése: Be- és kikapcsolás Áramkorlát: 450 ma, 700 ma, 950 ma (utóbbi kettő esetén Y-kábel szükséges) Mérési eredmények megjelenítése: Feszültség: 5 V tápfeszültség kimenet I/O referencia feszültség JTAG referencia feszültség Kimeneti áram: Beállítható maximum és kritikus érték Korábbi fogyasztás megjelenítése

13 LOGSYS GUI JTAG JTAG eszköz adatbázis: A fő ablakban a jobb oldalon található Gyártófüggetlen eszközkezelést biztosít Funkciók (jobb kattintás menü): Hozzáadás Eltávolítás Eszköz adatainak módosítása Adatok megadása: Manuálisan Importálás BSDL fájlból

14 LOGSYS GUI JTAG Eszközök konfigurálása JTAG interfészen keresztül: JTAG lánc azonosítása A konfigurálandó eszköz kiválasztása a listából

15 LOGSYS GUI JTAG Eszközök konfigurálása JTAG interfészen keresztül: A konfigurációs fájl letöltése A konfiguráció befejeződött

16 LOGSYS GUI JTAG Ismeretlen eszköz esetén hibajelzés Hozzá kell adni az eszközt az adatbázishoz Támogatott konfigurációs fájlok: SVF (ipari szabvány) Xilinx eszközök esetén még: BIT és JEDEC Xilinx ISE telepítése szükséges impact programmal automatikus konvertálás SVF formátumra

17 LOGSYS GUI UART/USRT Egyszerű terminál az UART és USRT kommunikációhoz: UART: aszinkron soros kommunikáció USRT: UART + folyamatos órajel kiadás

18 LOGSYS GUI UART/USRT Beállítások: Adatátviteli beállítások: Baud rate: bit/s Paritás: nincs, páros vagy páratlan Adatbitek száma: 5, 6, 7 vagy 8 Stop bitek száma: 1 vagy 2 Bináris vagy szöveges mód Újsor jelzések (csak szöveges módban) Beállítások érvényesítése: Set gomb Kapcsolat létrehozása: Connect gomb Kapcsolat bontása: Disconnect gomb Echo: elküldött karakterek megjelenítése

19 LOGSYS GUI UART/USRT Fájl küldése: Fájl megnyitása: gomb Küldés: Send gomb Megszakítás: Stop gomb Vett adatok mentése fájlba: Fájl kiválasztása: gomb Vétel elindítása: Receive gomb Vétel leállítása: Stop gomb Karakter küldése: Bináris Decimális Hexa ASCII

20 LOGSYS GUI BitBang I/O A BitBang I/O egy speciális alacsony sebességű szinkron kommunikációs mód. Jól használható: Egyszerű tesztekhez Oktatási célra Működése: A szoftver közvetlen vezérli az órajelet (CLK) Felfutó vagy lefutó élre: A reset (RST) és a soros kimenet (MOSI) megváltoztatása A soros bemenet (MISO) mintavételezése

21 LOGSYS GUI BitBang I/O A BitBang I/O funkció kezelői felülete:

22 LOGSYS GUI BitBang I/O Órajel vezérlése: Órajel frekvencia: 1 Hz 1000 Hz Folyamatos órajel elindítása/leállítása Adott számú pulzus kiadása Alacsony/magas szintre állítás Álló órajel esetén: A kiadott parancsok várakozási sorba kerülnek Az órajel elindítása után kerülnek végrehajtásra Reset jel vezérlése: Adott hosszúságú RST pulzus kiadása Alacsony/magas szintre állítás

23 LOGSYS GUI BitBang I/O MOSI-MISO adatátvitel: Adatformátum: bináris, decimális, hexa vagy ASCII Interaktív mód: Többszörös küldési lehetőség adott számú órajelpulzusnyi szünettel Műveletek: +, -, bal shift, jobb shift, balra forgatás, jobbra forgatás MOSI alacsony/magas szintre állítása Fájl I/O mód Beállítások: Írás és olvasás felfutó vagy lefutó órajel élre MSB vagy LSB először

24 LOGSYS GUI BitBang I/O USRT adatátvitel: Keret: START bit, 4 16 adatbit, STOP bit Adatformátum: bináris, decimális, hexa vagy ASCII Interaktív mód: Többszörös küldési lehetőség adott számú órajelpulzusnyi szünettel Fájl I/O mód Beállítások: Írás és olvasás felfutó vagy lefutó órajel élre MSB vagy LSB először Adatbitek száma, paritás, keret ellenőrzése

25 LOGSYS GUI BitBang I/O Idődiagram: A kommunikációs folyamat megjelenítése Engedélyezhető, tiltható (Enable) Nagyítható, kicsinyíthető (Zoom) Jelzi a várakozási sorban lévő órajelpulzusok/bitek számát

26 LOGSYS GUI Letölthető anyagok ( LOGSYS GUI alkalmazás LOGSYS Fejlesztői Környezet Felhasználói Útmutató Részletes dokumentáció.net keretrendszer A LOGSYS GUI használatához szükséges 2.0 vagy újabb kell

27 Xilinx Platform Cable USB emulátor Biztosítja a fejlesztői kábel JTAG interfészének elérését a Xilinx alkalmazásokból: Xilinx ISE Xilinx EDK Xilinx ChipScope Xilinx System Generator & AccelDSP A LogsysSwUSB eszközmeghajtó telepítése szükséges Indítás: XilinxUSBCable.exe Ikonként látszik a tálcán Jobb kattintás: felugró menü

28 Xilinx Platform Cable USB emulátor A Xilinx USB kábel csatlakoztatása 1. A használni kívánt eszközök kiválasztása LOGSYS SwUSB bus devices menüben LOGSYS development cable menüben 2. A kiválasztott eszközök megnyitása Open selected devices menüpont 3. A Xilinx ISE verzió kiválasztása Select a Xilinx ISE version menüben A gépekre a Xilinx ISE 10.1 van telepítve 4. A Xilinx USB kábel csatlakoztatása Attach Xilinx USB cable menüpont Ha a kiválasztott SwUSB portra még nem volt csatlakoztatva Xilinx USB kábel, akkor a Windows kéri az eszközmeghajtók telepítését

29 Xilinx Platform Cable USB emulátor A Xilinx USB kábel eltávolítása 1. Remove Xilinx USB cable menüpont 2. Close selected devices menüpont Kilépés a programból Exit menüpont Kilépéskor a csatlakoztatott Xilinx USB kábel automatikusan eltávolításra kerül a rendszerből Az alkalmazás automatikus elindítása a Windows betöltésekor Load at Windows startup menüpont

30 Xilinx Platform Cable USB emulátor Letölthető anyagok ( Xilinx USB kábel emulátor alkalmazás LogsysSwUSB eszközmeghajtó Telepítés: install.cmd parancsfájl futtatása A számítógép újraindítása szükséges lehet.net keretrendszer A program használatához szükséges 2.0 vagy újabb kell

31 LOGSYS FLASH programozó alkalmazás A LOGSYS FPGA kártyákon található soros FLASH memória programozására használható Indítás: LogsysFLASH.exe A toolbar funkciói: 1. LOGSYS fejlesztői kábel kiválasztása 2. Órajelfrekvencia kiválasztása 1, 2, 4 vagy 8 MHz SPI órajelfrekvencia 3. Csatlakozás az FPGA kártyához Rákérdezés a tápfeszültség bekapcsolására, ha nincs bekapcsolva 4. A FLASH programozás funkció lezárása A tápfeszültség kikapcsolásra kerül, ha azt a program kapcsolta be Információ az eszközökről: Az FPGA kártya típusa A FLASH memória típusa, mérete

32 LOGSYS FLASH programozó alkalmazás A FLASH memória törlése: Teljes törlés (Chip erase) Megadott terület törlése (Block erase): Címtartomány Méret A törlés indítása: Erase FLASH gomb

33 LOGSYS FLASH programozó alkalmazás A FLASH memória programozása: Konfigurációs fájl megadása: Megnyitás: Open gomb Támogatott formátumok: BIT, HEX, MCS Programozási beállítások: Bitsorrend felcserélése Kezdőcím megadása A törlési mód megadása Legyen-e ellenőrzés A programozás indítása: Program FLASH gomb

34 LOGSYS FLASH programozó alkalmazás Kezdőcím: FPGA konfigurációs adatok esetén mindig legyen 0 Törlés típusa: Teljes törlés (Chip erase) Az elfoglalt blokkok törlése (Erase used blocks) A korábbi tartalom felülírása (Owerwrite used blocks) A korábbi tartalom beolvasása és módosítása a konfigurációs adatokkal Az elfoglalt blokkok törlése A FLASH memória felprogramozása a módosított adatokkal Letölthető anyagok ( LOGSYS FLASH programozó alkalmazás.net keretrendszer A program használatához szükséges 2.0 vagy újabb kell