Kit de desarrollo para el FPGA de ALTERA EP4CE de la familia Cyclone IV. Ideal para comenzar a trabajar con Verilog o VHDL. La tarjeta incluye lo necesario para comenzar a realizar las primeras prácticas con el sistema, como lo son displays de siete segmentos, pulsadores, conectores para comunicación y energía, LEDs indicadores y headers o conectores para hacer uso de los demás puertos de entrada/salida del FPGA. Además incluye ya el programador para bajar el programa en la tarjeta. Esta tarjeta esta basada en la familia Cyclone IV la cual tiene suficiente capacidad para programar protocolos o módulos a la medida de tus proyectos.
Especificaciones:
- Displays de 7 segmentos.
- Pulsadores y LEDs.
- Conexiones de VGA y HDMI.
- Memoria EEPROM.
FPGA:
Las FPGAs son unos dispositivos nos permiten describir un circuito digital usando un lenguaje específico (los dos más comunes son VHDL y Verilog) y que tras cargarlo en el integrado, es creado físicamente en el chip. Su nombre es un acrónimo inglés que significa matriz de puertas reprogramable o Field Programmable Gate Array.
Internamente se componen principalmente de cables, puertas lógicas, biestables, y puertos de entrada y salida. Todo ello sin conectar, como una plantilla en blanco, hasta que se les carga un bitstream -un archivo generado a partir de la descripción del circuito-. Un símil que nos parece muy fácil de entender, es que las FPGAs son el equivalente a las impresoras 3D para los circuitos digitales. A diferencia eso sí de las impresoras, es posible reprogramar una FPGA tantas veces como se necesite, es decir, siguiendo con la analogía, el material imprimible nunca se acaba.
Comparativa con procesadores de propósito general
Un procesador es un dispositivo complejo con un conjunto fijo de instrucciones. Cada una de ellas está asociada a un hardware conectado de forma fija, y el programador no puede usar más instrucciones que las definidas y configuradas por el fabricante. Por otra parte, la FPGA no tiene nada conectado de forma fija, sino que está compuesta por una red con conexiones que el usuario puede unir o romper, y que determinan el comportamiento lógico del dispositivo.
Cuando programamos un microprocesador, agrupamos una serie de instrucciones para su ejecución secuencial o en serie. Por otra parte, cuando describimos lógica digital para una FPGA, el circuito resultante contendrá múltiples señales que variarán al mismo tiempo, en una especie de ejecución paralela.
Otra forma de verlo es la siguiente: se suele decir que un procesador está limitado en tiempo o ciclos de reloj. Si queremos realizar más trabajo, esto se traduce en más ciclos de reloj, es decir, más tiempo. Sin embargo, una FPGA puede ejecutar múltiples tareas simultáneamente, pero en ese caso está limitada por espacio. Para realizar más trabajo, se necesitan más circuitos y por lo tanto más capacidad para albergarlos.
Cabe destacar que es posible incluir el diseño de un procesador en la lógica programable de una FPGA. Es lo que se suele llamar soft microprocessor, y es lo bastante común como para que muchos fabricantes incluyan estas descripciones de procesadores en sus entornos de desarrollo.
FLUJO DE TRABAJO DE LAS FPGA
A la hora de configurar una FPGA, el primer paso es el diseño del circuito, para lo que se necesitan conocimientos de electrónica digital. A diferencia de la programación software, es mucho más complicado empezar a picar código si no se tiene clara la arquitectura de la aplicación. Lo recomendable en este punto es hacer un diagrama del circuito completo para ser conscientes de las múltiples señales que van a coexistir y variar simultáneamente y de las consecuencias de cada una ellas.
Una vez claro lo que se pretende implementar, se procede a describir el circuito usando uno de los lenguajes ya citados: Verilog o VHDL. Otro hecho que nos da pistas sobre el cambio de paradigma es que no se llaman lenguajes de programación, sino lenguajes de descripción.
| Tipo de chip | ALTERA FPGA Cyclone IV EP4CE6E22C8. |
| Voltaje de operación | 5V DC |
| Temperatura de operación | -10°C a 65°C |
| Característica | |
|---|---|
| Largo | 14.0 cm |
| Ancho | 10.5 cm |
| Alto | 3.0 cm |
| Peso | 352 gr |