1754172826
2025-08-02 21:42:00
В предыдущих проектах мы разработали встроенную систему плитки, которая содержит спартанскую 7 FPGA. Одна вещь, которую я хотел сделать в течение долгого времени, – это разработка карты -носителя, которая позволит прототипировать приложения, работающие на встроенной системной плите.
Эта карта -носителя позволила бы контролировать и стимулировать встроенную систему плитки и стимулировать от внешнего контроллера и обеспечить встроенную систему плитки с помощью взаимодействия, USB -разъема и, конечно, часов и мощности.
Мы также хотели, чтобы карта перевозчика была автономной, так что она могла автоматизировать тесты и предоставлять значительные ресурсы обработки, чтобы она мог запускать сложные и сложные программы.
Таким образом, мы решили, что карта носителя плитки будет включать в себя модуль 5 Raspberry Pi.
Решения решенийЕсли вы не знакомы с ним, Raspberry Pi CM5 является мощной системой на модуле (SOM), предназначенной для того, чтобы привлечь возможности Raspberry Pi 5 для встроенных и промышленных применений.
Ключевые функции и спецификации
- Процессор: В его ядре находится Broadcom BCM2712, четырехъядерная 64-битная ARM Cortex-A76 SOC с тактовой частотой 2,4 ГГц. Это тот же высокопроизводительный процессор, который можно найти в Raspberry Pi 5, предлагая значительный скачок в вычислительной мощности.
- Память: CM5 доступен с LPDDR4X SDRAM в конфигурациях 2 ГБ, 4 ГБ и 8 ГБ, с вариантами 16 ГБ ожидается в 2025 году, обеспечивая достаточную память для требовательных приложений. Поддержка ECC (корректирование ошибок) также включена для повышения надежности.
- Хранилище: Встроенные параметры хранения Flash EMMC включают 16 ГБ, 32 ГБ и 64 ГБ. Также доступна версия «Lite» с EMMC 0 ГБ, позволяющая использовать внешние решения для хранения через SD -карту или NVME. Варианты EMMC 128 ГБ ожидаются в 2025 году.
- Графика: Он оснащен графическим процессором VII VII на 800 МГц, поддерживающий OpenGL ES 3.1 и Vulkan 1.2, обеспечивая надежные возможности мультимедиа и отображения.
- Подключение:
- Беспроводная (необязательно): Интегрированный 2,4 ГГц/5,0 ГГц IEEE 802.11 B/G/N/AC Wi-Fi и Bluetooth 5.0, BLE, с электронным переключателем для внутреннего трассировки PCB или внешней антенны.
- Ethernet: Встроенный гигабитный Ethernet Phy с поддержкой IEEE 1588 для точной синхронизации времени.
- Pcie: Корневой комплекс 1x PCIe X1 Gen 2 (5 Гбит / с), обычно используемый для высокоскоростных периферийных устройств, таких как SSD NVME, через гнездо M.2 M-ключ на платах носителей
- USB: Два порта USB 3.0 (5 Гбит / с одновременной работы) и один порт USB 2.0 (высокая скорость).
- Видео интерфейсы: Два порта HDMI 2.0, способные одновременно управлять двумя дисплеями 4KP60.
- Интерфейсы камеры/дисплея: Два 4-полосовых порта MIPI, настраиваемые либо для DSI (дисплей), либо CSI-2 (камера).
- Ввод/вывод общего назначения (GPIO): До 30 настраиваемых контактов GPIO, поддерживающих сигнализацию 1,8 В или 3,3 В, с широким диапазоном периферийных вариантов, включая UART, I2C, SPI, SDIO, DPI, I2S и PWM.
Все это предоставляется в небольшом форм -факторе 55 мм x 40 мм, хотя это требует пассивного теплового управления, например, радиатора.
АрхитектураПлата для носителей плитки представляет собой проектирование для прототипа встроенной системной плитки, из которой существует запланированный диапазон различных устройств и возможностей.
Таким образом, архитектура плитки должна быть просто правильной. В архитектуре предоставляет
- Прямой доступ JTAG к Tiles JTAG PINS
- USB JTAG Access через USB C
- USB C Доступ к FTDI 4232H, нанесенный на карту на кольцо FPGA Tile IO,
- Ска Sky Works Clock Generator, подключенный к выделенным часовым входам на кольце FPGA Tile IO. Это настраивается с использованием внешнего программиста или через CM5
- Два PMOD, подключенные к кольцу IO FPGA Tile для взаимодействия с внешними периферийными устройствами
- USB C доступ непосредственно к булавкам FPGA, чтобы обеспечить разработку решений FPGA USB.
- USB C Доступ к RPI CM5 для конфигурации и настройки
- Соединения GPIO между кольцом IO Tile FPGA и RPI CM5
- Ethernet, Wi -Fi, Bluetooth, 2 интерфейса MIPI CSI/DSI, двойной HDMI и двойной USB A, предоставленные RPI CM5
Одно из наиболее интересных архитектурных решений, в то время как мы в основном используем устройства FTDI для UART или JTAG. Они также могут быть использованы для удара, SPI и I2C. быть подключением
Полная архитектура выглядит как ниже
Заполненная доска выглядит как ниже.
Настройка модуля Raspberry Pi Compute 5Это был первый раз, когда я поднял модуль 5 Compute Pi Raspberry Pi, нам нужно использовать USB C. Если мы разработали плату справа, USB C подключен к интерфейсу CM5 USB 2, дизайн аппаратного обеспечения также должен включать в себя сигнал снижения на NRPI_BOOT, чтобы мы могли разместить CM5 в правильный режим и предотвратить его с загрузки с того, что он еще не запланировал.
Нам также нужна пара программных приложений, первое – это настройка загрузки Raspberry Pi USB, которая позволяет нашей машине иметь возможность обнаружить RPI, включая CM5 через USB, и правильно открывать его в правильном формате в качестве диска. Точно так же, как мы получаем, когда подключаем к нашему машину платок. В то время как второй – Raspberry Pi Imager.
Оба доступны здесь
Давайте сначала установим настройку загрузки USB.
Нажмите на следующий.
Нажмите, я согласен.
Нажмите Далее.
Выберите местоположение загрузки.
Это может занять несколько минут, чтобы установить.
После установки вы увидите опцию отделки.
Следующим шагом является подключение модуля CM5 к карте несущей и включить его над USB C., поскольку мы хотим общаться, используя USB C, он включен из машины разработки.
Вы можете поместить радиатор на CM5, что мы сделали после этого изображения
Запустите загрузок RPI, чтобы обнаружить CM5, я вздохнул с облегчением, когда он был обнаружен, поскольку это означало, что наша USB -архитектура работает.
Запустите Raspberry Pi Imager и выберите диск CM5 в качестве пункта назначения и RPI5 в качестве целевой операционной системы.
При желании вы можете отредактировать настройки для настройки настроек, таких как Wi -Fi и т. Д.
Можно стереть все данные на EMMC
Написание займет немного времени, чтобы подготовиться.
В конце концов он начнет писать
Через несколько минут изображение будет записано на карту, и мы читаем, чтобы попробовать и включить его.
Проверка карты CM5 и перевозчикаСледующее, что нужно сделать, это проверить интерфейсы CM5, велосипедная плата означает, что CM5 будет загружаться в операционную систему Raspbian.
Подключение HDMI должно означать, что мы можем увидеть рабочий стол, из обоих выходов HDMI. Мы также должны быть в состоянии подключить мышь, используя USB A, и если мы хотим веб -камеру. Конечно, у нас также есть разъемы MIPI камеры.
Чтобы начать, я подключил монитор к HDMI 0, а также клавиатуру USB Bluetooth и мышь.
С этим и с настройкой пароля Wi -Fi для офиса ранее доска перепрыгнула в жизнь.
Подключение монитора к обоим портам HDMI привели к тому, что видео вывод на обоих, хотя я думаю, что в действительности мы будем использовать только для большинства приложений.
В то время как я настроил CM5 для подключения к WiFi, я также подключил порт Ethernet, чтобы обеспечить работу проводного соединения, как и ожидалось.
Конечно, чтобы иметь возможность разработать наши тестовые приложения для FPGA, мы хотим иметь возможность удаленно подключаться и применять тесты к плите FPGA. Чтобы иметь возможность сделать это, мы должны использовать Raspberry Pi Connect.
Первым шагом является установка пакета RPI-Connect.
После того, как мы подключимся к работе и запустимся на CM5, мы сможем удаленно получить доступ к доске с нашей машины разработки.
ЗаворачиватьЭтот проект продемонстрировал дизайн пользовательской карты несущей CM5 и ее первоначального воспитания. Есть еще небольшой путь, с тем, как FPGA работает и работает для тестовых приложений. Но я думаю, что до сих пор доска выглядит хорошо и готова начать это путешествие, которое мы скоро рассмотрим в другом проекте.
#Система #тестовой #системы #FPGA #на #основе #Raspberry #Часть #первая
По теме
