Résumé de l'Atelier FPGA - Session 1

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Résumé

Cette première session fut consacrée à une présentation rapide des Circuits Logiques Programmables dont le FPGA un exemple et de leurs "concurrents", les ASICs. Une fois les grands principes énoncés, place à la pratique et la modélisation d'un chenillard 3 LEDs en Schematics

En détail

  • la présentation de Jérôme (cf section Ressources/multimedia ci-dessous)
    • Qu'est ce qu'un FPGA (vs. ASIC)
    • Applications commerciales
    • Applications Hacking
    • Flot de développement
  • C'est quoi Schematic
    • idée (pourquoi commencer par ça), design synchrone vs. asynchrone, bonnes pratiques, ...)
    • Les schematic sont une alternative aux hardware description languages (HDLs), ils permettent de modéliser le composant synthétisable sur le FPGA via des symbols (composants, circuits logiques) et des fils.

Exemple de schematic

  • En pratique
    • le rôle du flip flop D : mémoire 1 bit, a chaque cycle d'horloge, la bascule rend la valeur de l'état précédent
    • diagramme d'état du chenillard :
      • état initial
      • 4 états pour allumer les 4 LEDs successivement
      • 2 états supplémentaires pour gérer le retour (allumer les LEDs 3 puis 2) puis retourner à l'état allumer la LED 1
    • les IO markers, les labels, le reset,...
    • Simuler le circuit
    • Diviseur de fréquence : utilisation d'un compteur CB16CE
    • Simuler le circuit (avec diviseur de fréquence)

le diagramme schematic

Chenillard 4 LEDs schematic

  • 7 Flip Flop D pour les 7 états (Etats = initial + nbLeds + (nbLeds - 2))
  • Des portes OU pour gérer les (nbLeds - 2) états retour
  • 2 compteurs 16 bits pour diviser la fréquence d'horloge par 16+6 => signal d'horloge pour toutes les bascules
  • Utilisation de Bus Tap pour récuperer 1 bit de la sortie des compteurs
  • une porte INV sur la basculr initiale pour gérer le démarrage (reset, passage de la bascule à 0 => 1)

La simulation

Simulation du Chenillard 4 LEDs schematic

On observe bien :

  • La LED 1 allumée
  • Les 2 compteurs en chaine s'incrémentant pour diviser le signal d'horloge

Ressources