Flókið forritanlegt rökfræðitæki (e. flókið forritanlegt rökfræðitæki (e. flókið forritanlegt rökfræðitæki, CPLD) er nauðsynlegur vélbúnaður í kerfinu þínu. Eins og nafnið gefur til kynna geturðu forritað þessa örgjörva til að veita þær rökfræðiaðgerðir sem þú þarft. Þetta gæti verið að skipta út úreltum örgjörvum eða einfaldlega leið til að læra og prófa mismunandi tækni. Hvaða betri leið er til að læra en að nota CPLD og prófa það?
Ég bjó til CPLD einingu til að geta tengt hana við margt, þar á meðal lóðlaus brauðborð, en ég klúðraði þessu. Það virðist sem laus pláss fyrir tengi á lóðlausa brauðborðinu sé 1,1 tommur. Ég hef gert fótsporið 1 tommu breitt, þannig að það er ekki pláss fyrir röð af vírum báðum megin. Uh.
En leyfið mér að sýna meira hvað ég er að gera, ég vil búa til forritanlega rökfræði sem hægt er að smíða sem sett, auðvelt er að lóða heima, hægt er að forrita í rafrás og getur virkað við 3,3 eða 5 volt.
Til að búa til auðvelt lóðunarsett notaði ég gamlan CPLD íhlut, sem er einnig fáanlegur í 3,3v og 5v útgáfum, og mun halda forritun sinni óháð aflgjafa. Rökfræðin sjálf er CPLD IC úr Altera Max seríunni, fáanleg í tveimur útgáfum, hentugur fyrir rafrásarplötur með 32 eða 64 stórfrumum. Stórfrumur eru grunn rökfræðilegir byggingareiningar sem eru forritaðar með rökfræðilegum „liðum“ og síðan tengdar saman við aðrar stórfrumur með forritanlegum tengingum.
Þegar þú skoðar skýringarmyndina sérðu að hún inniheldur ekki mikið innihald: í grundvallaratriðum CPLD, forritunarrásina í hringrásinni og sveiflarann sem knýr CPLD rökfræðina.
Þessi hluti kallast EPM7032 og EPM7064 og notar 44 pinna plastflísaferil (PLCC), stundum kallaðan J-laga leiðara vegna J-lögunar leiðarans. Þessa pakkningu er hægt að setja í gegnum gat eða lóða beint á prentplötuna.
Inniheldur innbyggðan sveiflara, þannig að CPLD getur framkvæmt aðgerðir með stöðu og búið til hraða teljara sjálfstætt án þess að þurfa utanaðkomandi klukku. Ef utanaðkomandi klukka er tiltæk er hægt að nota hraðklukkuna á einingunni til að búa til klukkuviðburð á hverri hækkandi eða lækkandi brún utanaðkomandi klukkunnar og samt fylgja CPLD/FPGA leiðbeiningunum, það er að segja, þú ættir virkilega að nota innra alþjóðlega klukkunetið í stað þess að nota „ósamstillta“ stýringar fyrir klukkuinntakið. Málspenna þessa sveiflara er á milli 1,8 og 5,5 volt.
Ef þú horfir á myndbandið sérðu að ég ræði mína persónulegu óskir um hvernig eigi að meðhöndla „INH“ pinnann á sveiflaranum; einfaldlega sagt, eftir að ég athuga hvort forskriftarblaðið sé löglegt, þá hef ég tilhneigingu til að láta það fljóta.
Þegar ég var að fást við slíkar aðgerðir, þá datt mér meðal annars í hug að mér líkaði ekki vel að tengja inntakspennana beint við aflgjafann (ef mögulegt er). Það er að segja, ég kýs að nota raðviðnám til að takmarka strauminn í sveiflum, jafnvel þótt það ætti ekki að vera þörf á því.
Í gegnum árin hef ég séð nokkur vandamál í framleiðslu (stórum framleiðslulotum) og stundum geta hlutir eins og að skipta um spennu og slökkva á spennu leyft pinnunum sem tengjast beint við aflgjafarlínuna að hafa hærri spennu en örgjörvinn sjálfur, sem er slæmt. Að lokum, tengdu pinnann við aflgjafarlínuna í gegnum viðnám (hvort sem það er aflgjafi eða jarðtenging), og fólk getur skipt um skoðun og notað pinnann síðar. Þetta á sérstaklega við í minni reynslu af ónotaðar hurðir, þú veist líklega að þessar hurðir ættu aldrei að vera fljótandi eða ótengdar. Með því að nota uppdráttarviðnám geturðu tengt merkið og notað hliðið án þess að skera koparspor.
Tíu pinna tengið og nokkrir viðnámar mynda forritunarrásina. Ef allir viðnámarnir eru uppdráttarviðnám, myndi ég nota viðnámsnet, en því miður er annar þeirra jarðtengdur.
Til að forrita svona sjálfstæðan CPLD þarf sérstakan forritara. Þetta er auðvelt fyrir mig að segja, því ég á venjulega nokkra liggjandi við hliðina á mér, en ef þú átt ekki einn, þá verður það ekki of sárt að komast inn í leikinn. Viðurkenndi „Altera USB Blaster“ selst á $50 og er hægt að kaupa hann frá Digikey og annars staðar. Ég á nokkra klóna frá Ebay, einn þeirra er klón sem styður Altera, Xilinx og Lattice á sama tíma. Það er verkefni og kóði á Netinu sem hægt er að nota til að búa til þinn eigin klón, ég mun skrá það á listanum mínum yfir möguleg myndbönd fyrir verkefnið um að búa til forritaraklóna. Ég mun einnig sýna skjaldarhönnun þar sem hægt er að forrita móðurborðið, Arduino, PIC, o.s.frv.
Hugbúnaðurinn sem þarf til að þýða og forrita CPLD er fáanlegur frítt frá Altera, en þessi gamli hluti krefst gömlu útgáfunnar 9.1. Góðu fréttirnar eru þær að þetta var uppáhalds gamla útgáfan mín. Hún hafði innsæisríkan tímamælingarbúnað en hann var fjarlægður í síðari útgáfu.
PCB-ið er einfalt tvíhliða, svo framarlega sem rafrásarplatan passar, ég nota yfirleitt kopar í jarðtengingu og stundum í aflgjafa. Stundum verður koparhellan svo slitin að hún getur í raun valdið vandamálum eða ósléttum lokaniðurstöðum, svo koparhelling er aftur verkfæri, en það þarf að stjórna því.
Í dag innihalda mörg (ef ekki flest) CAD hugbúnaðarpakka þrívíddarmyndir af lokaafurðinni, þó að nákvæmni myndanna sé aðeins eins nákvæm og þrívíddarlíkönin sem notuð eru til að tákna hlutana. Hér má sjá hvar ég valdi þrívíddarlíkanið fyrir 44 pinna innstunguna, forritunartengið og sveiflara. Hér eru nokkur þrívíddarpakka sem mér líkar að nota:
Mörg fyrirtæki eru einnig með þrívíddarlíkön af íhlutum sínum. Molex er bara eitt dæmi um fyrirtæki sem hefur gert gott starf á þessu sviði.
Mistökin sem ég gerði hafa ekki áhrif á virknina eins og fagurfræðina, og það er ekki aðalvandamálið, það er að segja, það hentar ekki fyrir eitt lóðlaust brauðborð.
Um leið og ég hugsaði að ég gæti deilt hönnuninni með einhverjum, varð ég strax óánægður með skýringarmyndirnar á CPLD-tenginu og pinnaútgáfuna á 40 pinna tenginu, sem er heildarstærð þess. Ég tók tákn fyrir 40 pinna tengi með tvöfaldri röð og aðlagaði það að 1 tommu stærð, en pinnanúmerin eru ekki 1, 2, 3, 4... heldur eru þau númeruð 1 á hliðinni eins og DIP-pakki 3, 5, 7... rétt eins og bandsnúrutengingar. Þess vegna er þetta ekki innsæi til að ákvarða hvernig á að tengjast einingunni og leysa úr vandamálum.
Á sama hátt eru pinnaúthlutunin í CPLD svolítið ruglingsleg og ég notaði safn af tólum sem reiða sig á Boundary Scan Description Language (BSDL) til að búa til tákn. Flestir helstu framleiðendur bjóða upp á BSDL skrár fyrir helstu íhluti sína, sem gera þér kleift að búa til tákn og pakka (hálf-)sjálfvirkt. Eins og með allar sjálfvirknilausnir þarf að líta á hana sem verkfæri og gæti þurft frekari vinnslu til að ná sem bestum árangri. Í þessu tilfelli lét ég hana lista pinnana í stafrófsröð, sem er næstum af handahófi þegar pinnarnir eru raktir á borðinu. Ég get aðeins sagt að ég var mjög kvíðinn þann dag.
Þú borgar fyrir þessar flýtileiðir einhvern tímann á leiðinni. Þegar ég fer að breyta þessari einingu mun ég ákvarða og gefa henni pinnastaðsetningu sem passar við hlutinn sjálfan, þannig að það sé eins auðvelt og að líta á skýringarmyndina að vita hvar á að setja sveiflusjárprófarann.
Þegar rafrásarplötur eru notaðar eru aðrar úrbætur sem eru aðallega fagurfræðilegar eða gagnlegar. Pinn 1 vísirinn þarf að vera algengari í nokkrum pakkningum og ég kýs alltaf einfaldan jarðtengingarpunkt til að tengja jarðtengingu sveiflusjár eða VOM leiðsluna. Ég gæti bætt þessu við með því að bæta við tveggja pinna tengi svo að hægt sé að tengja afl og jarðtengingu beint við plötuna í stað þess að vera klemmd við neðri pinnana.
Áður en ég breyti rafrásarkortinu vil ég ganga úr skugga um að það virki rétt, bæði hvað varðar efnisleg og fagurfræðileg atriði. Eftir að hafa kveikt á því og staðfest að sveiflarinn virki rétt, tengdi ég forritarann við. Þó að 3,3 volta útgáfan sé nýrri en forritunarhugbúnaðurinn, þá greindi hún CPLD-breytuna og birti hana sem „óþekkt“ tæki.
Næst bjó ég til teljara í Quartus og úthlutaði honum PIN-númerum. Hröð þjöppun og niðurhal og teljaravirknin sem sveiflusjárinn sér staðfesta að hönnunin er framkvæmanleg.
Fljótleg prófunarrás í Verilog er mjög einföld. Kóðinn er talinn upp hér að neðan. Þú getur sótt ZIP skrá sem inniheldur rafrásarmyndina og Verilog prófunarrásina sem Quartus II verkefni (krefst útgáfu 9.1).
Eins og ég nefndi mun ég gera aðra endurskoðun á rafrásarborðinu til að huga betur að þeim smáatriðum sem þarf þegar hönnunin er deilt eða einhvers konar bilanaleit er framkvæmd. Þar sem ég þarf að stilla breidd neðri tengisins á 0,9 tommur eða minna, get ég haldið áfram að stilla hana á 0,6 tommur, sem er staðlað „breitt“ DIP-pakki. Þetta þýðir að láta neðri pinnana standa út úr CPLD-tengisvæðinu. Ég myndi ekki gera þetta í framleiðsluaðstæðum þar sem það var sett saman í höndunum á þeim tíma, en eitt af markmiðunum var að búa til handlóðunarsett. Málamiðlunin með handlóðun er sú að sveiflarinn þarf að vera í SMD yfirborðsfestingarhúsi, útgáfan með gegnumgötu er mjög stór og styður venjulega ekki spennusviðið sem ég vil.
Er hægt að nota þessar einingar til að smíða heila, einfalda tölvu? Ég held að ég þurfi að bæta við minni.
Lol... já, það fer eftir því hvers konar tölva um er að ræða. Hins vegar hafa „alvöru“ örstýringar/örtölvur áhrif á „pinnatengingu“ einingarinnar, sem þýðir að þú færð ekki nægilega mikið hugtak úr einingunni til að gera nokkuð gagnlegt.
Ég bjó til heilan NTSC tímasetningar- og stillingarstýringu fyrir myndavél með stærðinni 64, þannig að enginn örgjörvi er nauðsynlegur.
Structural Verilog og HDL sem notuð eru í bókinni Nand to Tetris eru meira og minna þau sömu.
Af hverju eru hlutar í gegnumgötum? Það er auðvelt að suða 0805! Nú er kominn tími fyrir alla smiði að læra þessa færni.
Ef ég læt efri innstunguna skarast við pinnana sem eru lóðaðir að neðan, þá get ég notað "6 miðjur" (líkir eftir 40 pinna flís) eða á ská, o.s.frv. Þetta verður eingöngu handvirk lóðun íhluta til að lóða neðri leiðslur. Efri innstungan á bak við fæturna.
En það er erfitt fyrir byrjendur að lóða það neðan frá. Þegar ég lóða hausa fyrir prentplötuna á brauðborðinu (þessi ódýru SMD millistykki sem þú getur notað á eBay geta verið notuð fyrir frumgerðasmíði), set ég hausana í brauðborðið, set svo prentplötuna á það og þá get ég lóðað auðveldlega. Það hentar mjög vel fyrir brauðborð. Ef þú þarft að lóða það neðan frá er það enn erfiðara.
Ef CPLD-tengið er í miðjunni (getur verið auðveldara að tengja það) er hægt að setja það upp á ská án þess að það skarast, það eru 4 raðir eða CPLD-tengið getur verið öðru megin:
Takk fyrir ráðið um að stinga tenginu í brauðborðið áður en þú lóðar það. Mitt er svolítið óstöðugt.
Hvað með DIP-laga pinna fyrir brauðborðið í öðrum endanum og „dongle“-gerð örgjörvans í hinum endanum? Hægt er að hengja örgjörvann á enda brauðborðsins. Leiðin verður þétt.
|####### ******************** |. Já, ég ákvað að nota „ókeypis“ útgáfuna frá Altera, rétt eins og Xilinx og Lattice eru með „ókeypis“ útgáfur. Ég þarf að enda hringrásina með Al Williams til að skilja hvað allur opinn stuðningur styður, sem verður að innihalda sérstaka eiginleika tækjaröðarinnar. Þrátt fyrir það hef ég gert mikið með ókeypis útgáfuna.
Já, þú ert að sýna fram á að CPLD skarast við pinnana, held ég. Ef ég fylgi því rétt gæti þetta litið út eins og útgáfa 2. Þegar ég hanna fyrir (fjöl)framleiðslu er ég alltaf með ofnæmi fyrir „handlóðunarsamsetningunni“ vegna þess að þau skarast (reyndar lóðpinnarnir á hliðinni sem er ekki íhluturinn). ) Er nú þegar handlóðaður íhlutur) en þetta er bara lítið sett, ekki framleiðslumiðuð hönnun. Ég hef bara einhverja venjur sem erfitt er að losna við á mínum aldri. 
Ég held að T-laga rafrásarborð með CPLD og óvirkum íhlutum með breiðum T-laga hluta verði mjög gagnlegt þegar það er hengt á brún brauðborðsins. Eitthvað svipað og Adafruit RasPi T-Cobbler (http://www.adafruit.com/products/2028). Þetta mun gera mest af flatarmáli brauðborðsins tiltækt.
Því miður mun hætt notkun þess verulega takmarka notkun þess í hliðarverkefnum, rétt eins og með alla þá fallaframleiðendur sem byggja á XR2206 og ICL8038.
Áhugaverð hugmynd. Mér líkar þessir tveir flísar. CPLD er ekki úrelt, það er bara ódýrari leið til að kaupa það á 3,3V.
Varðandi „vitleysuna“ þína... þú bjóst í raun ekki til nýja uppsetningu til að setja þetta á brauðborðið. Settu bara vírinn á brauðborðið fyrst og settu svo cpld-tengilinn á vírinn. Eða, ef þú getur losað aflgjafa- og jarðtengingarræmurnar af annarri þeirra, notaðu tvær brauðborð.
Varðandi Altium og Eagle. Hefurðu skoðað KiCad? Það hefur engar takmarkanir á því að þú kýst Altium frekar en Eagle og býr sjálfkrafa til DRC-villur fyrir alla ótengda pinna. Ef þú vilt virkilega opna pinna þarftu að segja honum frá því. (Kannski bara fyrir inntak, ekki úttak, og það hefur ekki verið prófað ennþá). Annar frábær eiginleiki er að það er mjög auðvelt að læra á það. Það tók bara einn síðdegi og frábæra kynningarhandbókin kom mér af stað.
Ég kýs frekar (stærri hluta) SMD-ið ofar í gegnumgatinu. Það er auðveldara að nota það. Þú þarft ekki að snúa prentplötunni allan tímann. (Nokkur heimskuleg mistök voru gerð vegna speglunar...). Og þú þarft ekki að klippa á leiðsluna á viðnáminu. Þegar hönnun er deilt er hægt að setja margar pakkningar þægilega á prentplötu eða einn hlut. SMD-viðnámið TH. (Það gerir uppsetninguna aðeins flóknari).
Ég notaði „KiCad Getting Started“ á pdf formi. Gamla útgáfan sem ég notaði er 29 blaðsíður og nýjasta útgáfan er með 52 blaðsíður. Þú getur fundið það í öðrum kennslumyndböndum (þar á meðal myndbandstenglum): http://kicad-pcb.org/help/tutorials/
Ég veit að [Chris Gemmell] frá Hackaday og The Amp Hour gerði þáttaröð um Kicad http://kicad-pcb.org/help/tutorials/
Kicad gæti verið gagnlegt, leyfðu mér að sjá hvað gerist í útgáfu 2. Þakka þér fyrir tillögurnar. Ótengd inntök eru góð fyrir DRC (ERC), og fyrir tengi og annað sem heldur þeim mjúkum eða IO, er yfirleitt hægt að forðast flest CAD aftengingarskilaboð.
Keyrðu fljótlega prófun og settu tengið í tóma töflu, keyrðu skýringar og DRC. Það gaf mér drc villur fyrir hvern pinna. Hins vegar er mjög einfalt að merkja þekkta ótengda pinna.
Stillt á óvirkt. Ég þarf að leita (Breyta íhlut -> Breyta með bókasafnsritlinum). Bókasafnsritillinn opnast og hleður íhlutnum þínum í sérstökum glugga, þú getur athugað eða breytt hvaða hluta íhlutsins sem er. Breytta íhlutinn er hægt að vista eða uppfæra í skýringarmyndinni þinni. Þetta gerir það mjög auðvelt að breyta íhlutum. Mér er alveg sama um bókasafnið. Til dæmis, ef þú notar cpld, vilt þú úthluta merkingarbærum nöfnum á pinnana. Mikilvægara er að það er gott viðmót til að hanna þína eigin íhluti.
Í ERC kerfinu í KiCad eru „ótengdir“ pinnar önnur tegund pinna en „óvirkir pinnar“ og allir „ótengdir“ pinnar munu valda villum. Hægt er að aðlaga ERC kerfið að þínum eigin óskum: Verkfæri -> Rafmagnsreglueftirlit -> Valkostir.
Birtingartími: 18. nóvember 2021