Обзор плат на SoC ARM+FPGA. Часть 2. Мир Intel (Altera)

    Часть 1. Мир Xilinx
    Часть 2. Мир Intel (Altera)

    Продолжаем обзор девелоперских плат на основе SoC с ядром ARM. На этот раз мы рассмотрим платы на SoC Cyclone V. Это не единственный SoC компании Intel, есть ещё Arria V, Arria 10 и Stratix 10, но цена плат на их основе вас точно не обрадует.

    К сожалению, плат на основе Cyclone V гораздо меньше, чем на Xilinx Zynq, и в основном они производятся одной компанией, Terasic. Есть ещё плата Arrow SocKit, но она полностью эквивалентна плате Terasic SoCKit. Основная информация по платам Terasic сосредоточена на сайте rocketboards.org. Там можно скачать разные полезные материалы, образы дистрибутивов Linux, там же находится форум. Форум довольно вялый, и на получение поддержки там я бы не рассчитывал, но лучше что-то, чем ничего.

    Также компания Terasic продаёт некоторые платы по сниженной цене при наличии студенческого билета («academic price»). Насколько это реально для российских студентов, я не знаю, но если кто-то имел опыт такой покупки, будет интересно узнать. Пишут, что, например, Digilent при запросе покупки по академической цене отсылает к российсим дистрибьюторам, у которых цены завышены в 2-3 раза. Может быть, Terasic поступает иначе.

    Кроме продукции компании Terasic мы рассмотрим также две платы производства компании EBV. Другие компании, выпускающие продукцию на Cyclone V, делают в основном модули SoM, а не девборды, и в обзор не попали.


    Программное обеспечение


    Как уже упоминалось в предыдущей части, для SoC компании Intel средой разработки проектов FPGA служит Quartus Prime, а средой разработки программного обеспечения — DS-5 Altera Edition. Она позволяет (в бесплатном варианте) разрабатывать приложения под Linux, разработка приложений Bare Metal, работающих без операционной системы, требует коммерческой версии DS-5. И Quartus Prime, и DS-5 существуют в версиях под Windows и под Linux.



    Terasic


    Итак, приступим к обзору самих плат. Я не буду приводить здесь весь каталог плат Terasic, ограничившись только несколькими платами, которые я выбрал по собственным субъективным критериям.

    Большим удобством является то, что все платы от Terasic имеют USB JTAG.

    ADC-SoC




    Структурная схема платы


    Производитель: Terasic
    SoC: Cyclone V SE
    RAM: 1 GB of DDR3 SDRAM
    Flash: нет
    Ethernet: 10/100/1000
    JTAG: есть
    Arduino header: есть
    Размеры: 89x107 мм
    Цена: $550
    Другие возможности:

    • 2 АЦП 14 bit, 150 MSPS
    • G-sensor (акселерометр)

    Два быстродействующих АЦП с высокой разрядностью, это прекрасно, если вы хотите сделать, например, SDR-приёмник. Недостатком платы является её цена. Также нет никакой flash-памяти (загрузка только с SD-карты).

    VEEK-MT2S





    Структурная схема платы


    SoC: 5CSXFC6D6F31C6N
    RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS), 64MB SDRAM (FPGA)
    Flash: нет
    Ethernet: 10/100/1000 Ethernet
    Размер: 158х228 мм
    Цена: $660, академическая цена $559
    Другие возможности:

    • 24-bit VGA DAC
    • 128x64 Dots LCD
    • Audio 24-bit CODEC
    • TV Decoder (NTSC/PAL/SECAM) and TV-In Connector
    • ADC 500 KSPS x 12 бит х 8 каналов
    • G-Sensor

    Девкит на основе платы DE10-Standard. Содержит LCD 800х480 с сенсором на 5 одновременных касаний, камеру на 8Мп, датчик освещённости, 9-осевой гироскоп/акселерометр/магнитометр. Для более подробной информации смотрите описание платы DE10-Standard (ниже по тексту).

    DE10-Standard




    Структурная схема платы


    SoC: 5CSXFC6D6F31C6N
    RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS), 64MB SDRAM (FPGA)
    Flash: нет
    Ethernet: 10/100/1000
    Размер: 166x130 мм
    Цена: $350 (академическая цена $259)
    Другие возможности:

    • 24-bit VGA DAC
    • 128x64 Dots LCD
    • Audio 24-bit CODEC
    • TV Decoder (NTSC/PAL/SECAM) and TV-In Connector
    • ADC 500 KSPS x 12 бит х 8 каналов
    • G-Sensor

    Довольно типовая девборда. Содержит всё, что необходимо. Есть high-speed разъём HSMC, к которому можно подключать платы расширения, есть обычная IDC-гребёнка для низкоскоростных сигналов. Есть видео-ЦАП (VGA), аудиокодек, маленький экранчик 128х64 (монохром), G-сенсор, АЦП 12 бит х 8 каналов. Также имеются LED-индикаторы, кнопки и переключателе, как и на большинстве плат Terasic.

    DE10-Nano Kit




    Структурная схема платы


    SoC: SE 5CSEBA6U23I7
    RAM: 1GB DDR3 SDRAM
    Flash: нет
    Ethernet: 10/100/1000
    HDMI: есть
    Arduino header: есть
    Размер: 69х107 мм
    Цена: $130 (академическая цена $99)
    Другие возможности:

    • АЦП
    • G-sensor (акселерометр)

    Минималистическая и относительно доступная плата. Хороший вариант, если не нужен разъём HSMC и всякие другие излишества. Тем не менее, плата хорошо оснащена, и беусловно стоит своей цены. Есть Arduino-совместиый разъём.

    DE0-Nano-SoC Kit/Atlas-SoC Kit





    Структурная схема платы


    SoC: SE 5CSEMA4U23C6N
    RAM: 1GB DDR3 SDRAM
    Flash: нет
    Ethernet: 10/100/1000
    HDMI: нет
    Размер: 69x96 мм
    Arduino hesder: есть
    Цена: $99 (академическая цена $90)
    Другие возможности:

    • АЦП
    • G-sensor (акселерометр)

    Практически то же самое, что и DE10-Nano Kit, при ещё меньшей цене. Также есть разъём Arduino. Единственным отличием является то, что у этой платы нет HDMI. Хороший вариант, если вам не нужны излишки периферийных устройств. Всё минималистично, и стоит недорого по сравнению с другими платами.

    DE0-CV Board



    Структурная схема платы


    SoC: 5CEBA4F23C7N
    RAM: 64MB SDRAM
    Flash: нет
    HDMI: нет
    Ethernet: нет
    Цена: $150 (академическая цена $99)
    Другие возможности:

    • VGA (4 бит)

    Совсем маленькие возможности этой платы, к сожалению, не позволяют рекомендовать её к покупке. Совсем мало памяти, и VGA с «цапом» на резисторах, нет Ethernet, это слишком скромно даже с учётом небольшой цены. Лучше купить DE10-Nano Kit, дешевле и лучше.

    DE1-SoC-MTL2




    Структурная схема сенсорного экрана


    Структурная схема сенсорного экрана. Структурную схему платы см. в описании DE1-SoC.

    SoC: 5CSEMA5F31C6N
    RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS) + 64MB SDRAM (FPGA)
    Flash: нет
    HDMI: нет
    Ethernet: 10/100/1000
    Размер: 354 х 130 мм
    Цена: $405 (академическая цена $330)
    Другие возможности:

    • 24-bit VGA DAC
    • Audio 24-bit CODEC
    • TV decoder (NTSC/PAL/SECAM)
    • ADC 500 KSPS x 12 bits x 8 каналов

    Набор, состоящий из платы E1-SoC Board и сенсорного экрана. Характеристики платы см. ниже.
    Поставляется с BSP (Board Support Package), который включает в себя Linux, библиотеку работы с тачскрином и прекомпилированную библиотеку Qt.

    DE1-SoC Board





    Структурная схема платы


    SoC: 5CSEMA5F31C6N
    RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS) + 64MB SDRAM (FPGA)
    Flash: нет
    HDMI: нет
    Ethernet: 10/100/1000
    Размер: 354 х 130 мм
    Цена: $249 (академическая цена $175)
    Другие возможности:

    • 24-bit VGA DAC
    • Audio 24-bit CODEC
    • TV decoder (NTSC/PAL/SECAM)
    • ADC 500 KSPS x 12 bits x 8 каналов

    Типовая девборда, с хорошим оснащением. Есть практически всё, что может понадобиться, но ничего необычного.

    SoCKit




    Структурная схема платы


    SoC: 5CSXFC6D6F31C6N
    RAM: 1GB DDR3 SDRAM (HPS), 1GB DDR3 SDRAM (FPGA)
    Ethernet: 10/100/1000
    Flash: 128 Mb QSPI
    Размер: 150 х 110 мм
    Цена: $350
    Другие возможности:

    • IR emitter/receiver
    • 24-bit VGA DAC
    • Audio 24-bit CODEC
    • TV decoder (NTSC/PAL/SECAM)
    • ADC 500 KSPS x 12 bits x 8 каналов
    • G-sensor (акселерометр)
    • LCD 128 x 64

    Отличная плата, хорошее оснащение и компактный размер. Рекомендуется для серьёзных задач.

    Cyclone V GX Starter Kit





    Структурная схема платы


    SoC: GX 5CGXFC5C6F27C7N
    RAM: 4Gb LPDDR2 (HPS), 4Mb SRAM SDRAM (FPGA)
    Ethernet: нет
    Flash: нет
    HDMI: есть
    Arduino header: есть
    Размер: 150 х 116 мм
    Цена: $179
    Другие возможности:

    • Audio 24-bit CODEC
    • ADC 500 KSPS x 12 bits x 8 каналов
    • G-sensor (акселерометр)

    Неплохие возможности за такую цену. Объём ОЗУ самый большой из всех плат в обзоре. Эта плата, как и SocKit, является очень хорошим выбором для серъёзных задач и образовательных целей.

    Terasic Spider




    Структурная схема


    Робопаук на основе платы DE0-Nano-SoC. Кроме неё, содержит плату управления сервомоторами и шасси с 18-ю сервомоторами.

    Цена $1200.

    Мне кажется, дорого. Если есть желание заиметь такую игрушку, можно купить отдельно плату DE0-Nano ($99) и сделать шасси самому, потратив существенно меньшую сумму.

    EBV


    До сих пор мы рассматривали только платы от Terasic, но есть и другие производители плат на Cyclone V. Одним из таких производителей является компания EBV.

    SoCrates




    Структурная схема платы


    SoC: 5CSEBA6U23C7N
    RAM: 128M DDR3
    Flash: нет
    Ethernet: 10/100/1000
    Размер: 100 мм диаметр
    Цена: 599 €

    Плата необычной круглой формы, довольно старая и довольно дорогая. Более интересна её следующая версия, гораздо более оснащённая при той же цене (см. ниже).

    SoCrates II





    Структурная схема платы


    SoC: 5CSXFC6C6U23C7N
    RAM: 1 GB DDR3
    Flash: 256 Mbit FPGA Configuration Device (QSPI) + 256 Mbit HPS Boot Device (QSPI)
    Размер: 100 мм диаметр
    Цена: 599 €

    Вторая версия круглой платы от EBV. Больше ничего необычного в ней нет, и цена весьма немаленькая.

    Полезные ресурсы


    В заключение приведу список (далеко не полный) полезных ресурсов, которые помогут вам освоить удивительный мир SoC от Xilinx и Intel:

    Xilinx


    http://www.zynqbook.com/ — книги The Zynq Book и The Zynq Book Tutorials. Обе книги доступны для скачивания бесплатно.

    http://zedboard.org/content/microzed-chronicles — огромное онлайновое руководство Адама Тейлора по Zynq, с примерами использования различных плат (MicroZed и не только). Автор также является одним из ведущих корпоративного блога XCell Daily Blog (https://forums.xilinx.com/t5/Xcell-Daily-Blog/bg-p/Xcell).

    Intel (Altera)


    https://rocketboards.org/ — центральное хранилище докуметации и исходников, а также форум по платам на базе Cyclone V.
    Поделиться публикацией
    Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

    Зачем оно вам?
    Реклама
    Комментарии 12
    • +2
      Покупал лет 10 назад DE2-70 в компании Эфо по academic price. Так что реально было купить, как сейчас не знаю.
      • 0
        Испокон веков девборды на Altera были гораздо дороже бордов на Xilinx.
        А сейчас покупка из-за бугра осложняется тем, что на таможне с большой вероятностью могут завернуть девкит из-за надуманной стойкой криптографии
        • 0
          Что, есть примеры, когда это понятие распространяют не на готовые изделия, а на универсальную аппаратную платформу соответствующей производительности?
          • +2

            Покупайте у Эфы по академик прайс, цена равна цене с сайта Терасик с учетом доставки

          • 0
            32bit_me можете что-нибудь из алиэкспрессовских плат для нищебродов порекомендовать? Там какая-то mojo v3 валяется за пару тысяч, разные EP4CE6/EP4CE10 и прочее — чисто для вкатывания, потыкать, собрать простенький проц или ещё что.
            • +1
              Можете посмотреть на эту платку: Altera CycloneIV FPGA Learning Board EP4CE6E22C8N 32Mbit SPI FLASH for DIY.

              Из плюсов: много чего есть на борту, что бы потыкать, включая 16-битный RGB порт.

              Из обнаруженных недостатков: на борту оказался «поддельный» (фейковый) USB-UART адаптер (PL2303), из-за чего последние официальные драйверы не ставятся.

              Схема платы
              image
              • 0
                Эта Mojo недорогая, конечно, но она же без всего. Проц вы на ней сделаете, но без периферии это будет довольно печальный одинокий проц. Разве что самому платы расширения мастерить.
                Если потратить немного больше, можно купить вариант как в комментарии выше, либо, например вот.
                Есть хотя бы индикатор и кнопки, и можно будет потом докупить платы с TFT-дисплеем, АЦП и ещё всякого другого.
              • 0
                Пользовался DE0-Nano-SoC всё хорошо но огорчило что SoC можно грузить только с SD карты, а хотелось из FPGA(по спецификации такая возможность есть).
                И местами удручает качество документации, например могут быть описаны подробно 20 однотипных регистров, но ничего не описано в последовательности их программирования.
                • 0
                  Digilent показывает товары, где есть академическая скидка. Верификация аккаунта, по-моему, классическая — по почте института.
                  Нотификация существует не для отдельной отладочной платы, а для серий ПЛИС и всех отладочных плат на их основе. Причем есть нотификации для Xilinx, для Altera не нашел.
                  • +2

                    На Microsemi будете обзор делать? Их SmartFusion2 в составе имеют Cortex-M3. У Lattice наверняка тоже что-то есть.

                    • 0
                      Пока не планировал. В любом случае, спасибо за идею, может быть, кому-то пригодится.
                    • +1
                      Заказывал напрямую у Terasic на сайте по студенческой цене, приложил скан ISIC, они подтвердили заказ и прислали без проблем.

                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.