Microsemi DG0852 PolarFire FPGA Temperatura e Voltage Sensore

Informazioni sul prodotto: DG0852 Guida demo PolarFire FPGA
Temperatura e voltage Sensore

La guida demo DG0852 PolarFire FPGA Temperatura e voltage Sensor è un prodotto progettato per misurare la temperatura e il voltage. Il prodotto è fabbricato da Microsemi, con sede ad Aliso Viejo, California, USA.

Requisiti di progettazione

Affinché il prodotto funzioni adeguatamente, i requisiti di progettazione includono l'uso dell'FPGA PolarFire Temperature and Voltage Sensor, che è un FPGA a basso consumo energetico e conveniente.

Prerequisiti

Per utilizzare la guida demo DG0852 PolarFire FPGA temperatura e voltage Sensor, è necessario disporre di un sistema che supporti il ​​software Libero Design Flow, responsabile dell'implementazione del progetto e del flusso di simulazione.

Progettazione dimostrativa

Il progetto demo prevede l'implementazione di una temperatura e voltage sistema di misurazione che utilizza l'FPGA PolarFire Temperatura e Voltage Sensore.

Realizzazione del progetto

Il processo di implementazione prevede le seguenti fasi:

• Sintetizza: questo passaggio comporta la conversione dei requisiti di progettazione in un formato HDL comprensibile per l'FPGA.
• Posizionare e instradare: questo passaggio prevede il posizionamento dei circuiti sintetizzati sul chip e l'instradamento delle interconnessioni.
• Verifica tempistica: questo passaggio controlla se i vincoli temporali del progetto sono soddisfatti.
• Generate FPGA Array Data: questo passaggio genera i dati che verranno caricati sull'FPGA.
• Generate Bitstream: questo passaggio genera il bitstream che verrà scaricato sul dispositivo FPGA di destinazione.
• Esegui l'azione PROGRAM: questo passaggio programma il dispositivo con il flusso di bit.

Flusso di simulazione

Il flusso di simulazione prevede la simulazione del progetto per garantire che soddisfi i requisiti di progettazione.

• Simulazione del progetto: questa fase prevede la simulazione del progetto utilizzando il software Libero Design Flow per garantire che soddisfi i requisiti di progettazione.

Istruzioni per l'uso del prodotto

Per utilizzare la guida demo DG0852 PolarFire FPGA Temperatura e
Voltage Sensore, attenersi alla seguente procedura:

1. Assicurati che il tuo sistema supporti il ​​software Libero Design Flow.
2. Scarica e installa il software Libero Design Flow di Microsemi websito.
3. Segui i passaggi di implementazione del progetto descritti nel manuale dell'utente per implementare la temperatura e il volumetage sistema di misurazione.
4. Simula il progetto utilizzando il software Libero Design Flow per assicurarti che soddisfi i requisiti di progettazione.
5. Programmare il dispositivo con il flusso di bit utilizzando il passaggio dell'azione Esegui PROGRAMMA descritto nel manuale dell'utente.
6. Collega la tua temperatura e voltage sensori al PolarFire
   FPGA Temperatura e voltage Sensore per avviare la misurazione della temperatura e del voltage.

Per ulteriori informazioni o supporto sul prodotto, contattare i team di vendita o di assistenza clienti di Microsemi tramite telefono o e-mail, come indicato nel manuale dell'utente.

Sede Microsemi
Un'impresa, Aliso Viejo,
CA 92656 Stati Uniti
All'interno degli USA: +1 Numero di telefono: 800-713-4113
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©2021 Microsemi, una consociata interamente controllata di Microchip Technology Inc. Tutti i diritti riservati. Microsemi e il logo Microsemi sono marchi registrati di Microsemi Corporation. Tutti gli altri marchi e marchi di servizio sono di proprietà dei rispettivi proprietari.
Microsemi non fornisce alcuna garanzia, dichiarazione o garanzia in merito alle informazioni qui contenute o all'idoneità dei suoi prodotti e servizi per uno scopo particolare, né Microsemi si assume alcuna responsabilità derivante dall'applicazione o dall'uso di qualsiasi prodotto o circuito. I prodotti venduti ai sensi del presente documento e qualsiasi altro prodotto venduto da Microsemi sono stati soggetti a test limitati e non devono essere utilizzati insieme ad apparecchiature o applicazioni mission-critical. Eventuali specifiche di prestazione sono ritenute affidabili ma non sono verificate e l'Acquirente deve condurre e completare tutte le prestazioni e altri test dei prodotti, da solo e insieme, o installati in qualsiasi prodotto finale. L'Acquirente non farà affidamento su dati e specifiche o parametri di prestazione forniti da Microsemi. È responsabilità dell'Acquirente determinare autonomamente l'idoneità di eventuali prodotti e testare e verificare gli stessi. Le informazioni fornite da Microsemi di seguito sono fornite "così come sono, dov'è" e con tutti i difetti, e l'intero rischio associato a tali informazioni è interamente a carico dell'Acquirente. Microsemi non concede, in modo esplicito o implicito, a nessuna parte alcun diritto di brevetto, licenza o qualsiasi altro diritto di proprietà intellettuale, sia in relazione a tali informazioni stesse oa qualsiasi cosa descritta da tali informazioni. Le informazioni fornite in questo documento sono di proprietà di Microsemi e Microsemi si riserva il diritto di apportare modifiche alle informazioni contenute in questo documento oa qualsiasi prodotto e servizio in qualsiasi momento senza preavviso.

A proposito di Microsemi
Microsemi, una consociata interamente controllata di Microchip Technology Inc. (Nasdaq: MCHP), offre un portafoglio completo di semiconduttori e soluzioni di sistema per i mercati aerospaziale e della difesa, delle comunicazioni, dei data center e dell'industria. I prodotti includono circuiti integrati analogici a segnale misto ad alte prestazioni e resistenti alle radiazioni, FPGA, SoC e ASIC; prodotti per la gestione dell'energia; dispositivi di cronometraggio e sincronizzazione e soluzioni temporali precise, definendo lo standard mondiale per il tempo; dispositivi di elaborazione vocale; soluzioni RF; componenti discreti; soluzioni di storage e comunicazione aziendale, tecnologie di sicurezza e scalabile anti-tampaltri prodotti; soluzioni Ethernet; CI Power-over-Ethernet e midspan; oltre a funzionalità e servizi di progettazione personalizzati. Ulteriori informazioni su www.microsemi.com.

Cronologia delle revisioni

La cronologia delle revisioni descrive le modifiche implementate nel documento. Le modifiche sono elencate per revisione, a partire dalla pubblicazione più recente.

Revisione 3.0
Di seguito è riportato un riepilogo delle modifiche apportate in questa revisione.

• Aggiunta Appendice 2: Esecuzione dello script TCL, pagina 15.
• Figura 2 aggiornata, pagina 4.
• Figura 3 aggiornata, pagina 5.

Revisione 2.0
Di seguito è riportato un riepilogo delle modifiche apportate in questa revisione.

• Aggiornato il documento per Libero SoC v12.2.
• Rimossi i riferimenti ai numeri di versione di Libero.

Revisione 1.0
La prima pubblicazione di questo documento.

PolarFire FPGA Temperatura e voltage Sensore

Ogni dispositivo PolarFire è dotato di Temperatura e Voltage Sensore (TVS). TVS riporta la temperatura e il volumetage dei binari di alimentazione del dispositivo in forma digitale al tessuto FPGA.
TVS è implementato utilizzando un ADC a 4 canali e le informazioni sul canale sono fornite come segue:

• Canale 0 – 1 Vvoltage fornitura
• Canale 1 – 1.8 Vvoltage fornitura
• Canale 2 – 2.5 Vvoltage fornitura
• Canale 3 – Temperatura dello stampo

Il TVS emette un valore codificato a 16 bit che rappresenta voltage o temperatura e numero di canale corrispondente. La temperatura e voltagLe informazioni sono tradotte in temperatura standard e voltage valori. Per ulteriori informazioni, vedere UG0753: PolarFire FPGA Security User Guide.
Questa demo evidenzia la funzione TVS di PolarFire utilizzando un'applicazione basata su UART (GUI). Il design della demo pompa continuamente i dati dai canali TVS a UART, che viene visualizzato sulla GUI. Questo progetto dimostrativo mostra anche come simulare la funzione TVS del dispositivo PolarFire.
Il progetto demo può essere programmato utilizzando una delle seguenti opzioni:

• Usando il lavoro file: Per programmare il dispositivo utilizzando il lavoro file fornito insieme al disegno files, vedere Appendice 1: Programmazione del dispositivo mediante FlashPro Express, pagina 12.
• Utilizzo di Libero SoC: per programmare il dispositivo utilizzando Libero SoC, vedere Libero Design Flow, pagina 8. Utilizzare questa opzione quando si modifica il design demo.

Requisiti di progettazione
La tabella seguente elenca i requisiti hardware e software per questo progetto demo.

Nota: Le schermate di Libero SmartDesign e di configurazione mostrate in questa guida sono solo a scopo illustrativo. Apri il design Libero per vedere gli ultimi aggiornamenti.

Prerequisiti
Prima di iniziare:

1. Per la progettazione dimostrativa filelink per il download:
   http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=mpf_dg0852_df
2. Scaricare e installare Libero SoC (come indicato nel file website per questo progetto) sul PC host dalla seguente posizione:
   https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc
   Le ultime versioni dei driver ModelSim, Synplify Pro e FTDI sono incluse nel pacchetto di installazione del SoC Libero.

Progettazione dimostrativa
Lo schema a blocchi di primo livello del progetto TVS è mostrato nella figura seguente. Tutti e quattro i canali di TVS sono abilitati nel progetto per monitorare la temperatura dello stampo e il voltage rotaie. La logica Fabric acquisisce l'output dei canali TVS e li invia a UART IF tramite CoreUART IP.

La GUI riceve i valori TVS per canale e li decodifica come descritto per visualizzarli:
Muore la temperatura:
Il valore di uscita a 16 bit dei canali di temperatura è rappresentato in Kelvin e può essere decodificato come elencato nella tabella seguente. Per esample, il valore di uscita del canale della temperatura di 0x133B implica 307.56 Kelvin.

Voltage:
I dati presenti sulle uscite VALUE e CHANNEL sono validi solo quando viene asserita l'uscita VALID. Quando un canale viene disabilitato deasserendo l'ingresso di abilitazione del canale corrispondente, allora i dati del canale presenti sulle uscite non sono validi anche se viene asserita l'uscita VALID. Il voltagIl valore di uscita a 16 bit dei canali è rappresentato in millivolt (mV) e può essere decodificato come elencato nella tabella seguente. Per esample, il volumetagIl valore di uscita dei canali di 0x385E implica 1803.75 mV.

Realizzazione del progetto
La figura seguente mostra l'implementazione del design del software SoC Libero del design demo TVS.
Figura 2 • Progetto dimostrativo TVS

Il design di primo livello include i seguenti componenti:

• Macro TVS_IP_0
• Core_UART_0
• logica TVS_to_UART_0
• orologio_gen_0
• INIT_MONITOR_0 e PF_RESET_0

Macro TVS_IP_0
La figura seguente mostra il configuratore dell'interfaccia TVS.La GUI visualizza la temperatura dello stampo in gradi Celsius convertendo i valori Kelvin. Valore Celsius = valore Kelvin – 273.15

TVS_a_UART_0
La logica da TVS a UART acquisisce la temperatura e il volumetage valori dalla macro TVS e invia i dati a Core_UART_0.

orologio_gen_0
CCC è configurato per generare il clock a 100 MHz.

Flusso di simulazione
Il modello di simulazione TVS aggiorna gli output della macro TVS in base alle istruzioni di lettura fornite nel file .mem file o .txt file. IL file nome deve essere passato al modello di simulazione per attivare/disattivare le uscite TVS. Il parametro utilizzato per archiviare il file .mem file nome si chiama “TVS_MEMFILE”. Aggiungi il seguente comando vsim per passare il file file nome. -gTVS_MEMFILE="PERCORSO_A_FILE_RELATIVE_TO_SIMULATION_FOLDER"

MEM File Formato
Il seguente formato di file è in esadecimale:

Il .mem file contiene il tempo di simulazione seguito dai valori digitali (16 bit) dei quattro canali ADC in quell'istanza temporale. È richiesto un valore per il canale anche se non viene utilizzato. Il valore può essere 0. La simulazione inizia con tutte le uscite del canale a 0. Il modello può essere ripetuto più volte nel file .mem file per riflettere diversi valori delle uscite del canale. Il contenuto del mem file è limitato a 256 linee.

Simulazione del design
Il progetto Libero include un banco di prova per simulare il blocco TVS. Il banco di prova acquisisce tutti e quattro i valori del canale TVS utilizzando CoreUART IP. I valori digitali per i quattro canali vengono passati attraverso il file .mem file.

Impostazioni di simulazione
Per passare il mem file per la simulazione, eseguire i seguenti passaggi:

1. Apri le impostazioni del progetto Libero SoC (Progetto > Impostazioni progetto).
2. Seleziona i comandi Vsim nelle opzioni di simulazione. Immettere gTVS_MEMFILE="tvs_values.mem" nel campo Opzioni aggiuntive, quindi fare clic su Salva.

COMEample tvs_values.mem è fornito nella cartella della simulazione. Il .mem file deve essere disponibile nella cartella di simulazione del progetto Libero. Il file tvs_values.mem file acquisisce l'uscita digitale a 16 bit del blocco TVS in diverse istanze temporali.

Per simulare il progetto, eseguire i seguenti passaggi:

1. Nella scheda Flusso di progettazione, fare clic con il pulsante destro del mouse su Simula sotto Verifica progettazione pre-sintesi e quindi selezionare Apri in modo interattivo.
   Figura 5 • Flusso di progettazione: simulazioneAl termine della simulazione, viene visualizzata la finestra Wave come mostrato nella figura seguente. Poiché tutti e quattro i canali sono abilitati, il circuito TVS emette il valore dei quattro canali in un dato momento sull'uscita VALUE insieme al numero del canale sull'uscita CHANNEL. I dati presenti sulle uscite VALUE e CHANNEL sono validi solo quando viene asserita l'uscita VALID. Osservare quanto segue dai risultati della simulazione:
   • Dopo che il canale è stato abilitato per la conversione, il blocco TVS impiega 390 microsecondi per completare la conversione.
   • Ogni canale ha un ritardo di conversione di 410 microsecondi.
   • Il tasso di conversione è pari a 1920 microsecondi, che è uguale al tasso di conversione impostato nel configuratore TVS.
   • Il blocco TVS genera i valori di output in base ai valori forniti in tvs_values.mem file.
     
2. Chiudi ModelSim Pro ME e il progetto Libero.

Flusso di progettazione Libero

Questo capitolo descrive il flusso di progettazione Libero del progetto demo. Il flusso progettuale di Libero prevede i seguenti passaggi:

• Sintetizzare
• Luogo e percorso
• Verifica tempistica
• Genera bitstream
• Eseguire l'azione PROGRAM
  La figura seguente mostra queste opzioni nella scheda Flusso di progettazione.

Figura 7 • Opzioni del flusso di progettazione LiberoSintetizzare
Per sintetizzare il design, eseguire i seguenti passaggi:

1. Dalla finestra Design Flow, fai doppio clic su Sintetizza.
   Quando la sintesi ha esito positivo, viene visualizzato un segno di spunta verde come mostrato nella Figura 7, pagina 8.
2. Fare clic con il pulsante destro del mouse su Sintetizza e selezionare View Segnala a view la relazione di sintesi e il registro files nella scheda Rapporti.

Luogo e percorso

1. Dalla finestra Design Flow, fare doppio clic su Place and Route.
   Quando il luogo e il percorso hanno esito positivo, viene visualizzato un segno di spunta verde come mostrato nella Figura 7, pagina 8.
2. Fare clic con il pulsante destro del mouse su Posiziona e instrada e selezionare View Segnala a view il rapporto e il registro del luogo e del percorso files nella scheda Rapporti.

Utilizzo delle risorse
La tabella seguente elenca l'utilizzo delle risorse del progetto dopo il luogo e il percorso. Questi valori possono variare leggermente a seconda delle corse, delle impostazioni e dei valori iniziali di Libero.

Verifica tempistica
Per verificare i tempi, attenersi alla seguente procedura:

1. Dalla finestra Design Flow, fare doppio clic su Verifica tempistica.
2. Quando il progetto soddisfa con successo i requisiti temporali, viene visualizzato un segno di spunta verde come mostrato nella Figura 7, pagina 8.
3. Fare clic con il pulsante destro del mouse su Verifica tempi e selezionare View Segnala a view il rapporto e il registro dei tempi di verifica files nella scheda Rapporti.

Genera dati array FPGA
Per generare dati di array FPGA, fare doppio clic su Generate FPGA Array Data dalla finestra Design Flow.
Dopo la corretta generazione dei dati dell'array FPGA viene visualizzato un segno di spunta verde, come mostrato nella Figura 7, pagina 8.

Genera bitstream
Per generare il flusso di bit, attenersi alla seguente procedura:

1. Fare doppio clic su Genera bitstream dalla scheda Flusso di progettazione.
   Quando il flusso di bit viene generato correttamente, viene visualizzato un segno di spunta verde come mostrato nella Figura 7, pagina 8.
2. Fare clic con il pulsante destro del mouse su Genera bitstream e selezionare View Segnala a view il registro corrispondente file nella scheda Rapporti.

Eseguire l'azione PROGRAM
Dopo aver generato il bitstream, il dispositivo PolarFire deve essere programmato. Per programmare il dispositivo PolarFire, attenersi alla seguente procedura:

1. Assicurarsi che sulla scheda siano impostate le seguenti impostazioni dei ponticelli.
2. Collegare il cavo di alimentazione al connettore J9 sulla scheda.
3. Collegare il cavo USB dal PC host a J5 (porta FTDI) sulla scheda.
4.  Accendere la scheda utilizzando l'interruttore a scorrimento SW3.
5. Fare doppio clic su Esegui azione PROGRAM dalla scheda Libero > Flusso di progettazione.
   Quando il dispositivo è stato programmato correttamente, viene visualizzato un segno di spunta verde come mostrato nella Figura 7, pagina 8.

Esecuzione della demo

Questo capitolo descrive come installare e utilizzare l'interfaccia utente grafica (GUI) per eseguire la demo TVS. L'applicazione demo PolarFire TVS è una semplice GUI che viene eseguita sul PC host per comunicare con il dispositivo PolarFire.
Per installare la GUI, attenersi alla seguente procedura:

1. Estrai il contenuto di mpf_dg0852_df.rar file. Dalla cartella mpf_dg0852_df\GUI\TVS_Monitor_GUI_Installer, fare doppio clic su setup.exe file.
2. Seguire le istruzioni visualizzate nella procedura guidata di installazione.
   Al termine dell'installazione, TVS_Monitor_GUI viene visualizzato nel menu Start del desktop del PC host.

Per eseguire la demo TVS, attenersi alla seguente procedura:

1. Dal menu Start, fare clic su TVS_Monitor_GUI per avviare l'applicazione. Assicurarsi che la scheda sia collegata e che sia selezionata la Cartella registro appropriata.
2. Fare clic su Connetti. In caso di connessione riuscita, la GUI mostra la temperatura e il voltage valori. Tronco d'albero file è creato con il tempo stamp nel file name nella posizione della cartella Log.
   Per impostazione predefinita, la cartella Log punta al file "SupportFiles' nella directory di installazione. L'utente può modificare la posizione della cartella Log prima di connettersi alla scheda.
   Nota: Assicurarsi che la cartella del registro non sia una posizione limitata dal sistema. In questo caso, l'utente deve avviare la GUI con privilegi di amministratore (fare clic con il pulsante destro del mouse ed eseguire come amministratore).
3. Il limite superiore, il limite inferiore e la variazione minima da registrare per ciascuno dei canali sono configurabili in setup.ini file. I valori del canale vengono registrati nel registro file se c'è una variazione che supera i valori 'min var' specificati in setup.ini file.
   La figura seguente mostra la temperatura standard e il voltage valori del canale 0 (1.05 V). Il grafico corrisponde ai valori del Canale 0. Allo stesso modo selezionare gli altri canali e view i loro valori e grafici corrispondenti.
   Figura 8 • Selezione della porta COM e connessione—Canale 0 Nota: La GUI aggiorna i valori del canale TVS con il ritardo immesso nel campo Delay (ms).

Appendice 1: Programmazione del dispositivo mediante FlashPro Express

Questa sezione descrive come programmare il dispositivo PolarFire con la programmazione .job file utilizzando Flash Pro Express. Il lavoro file è disponibile al seguente disegno fileposizione della cartella:
mpf_dg0852_df\Programmazione_Job
Per programmare il dispositivo, eseguire i seguenti passaggi:

1. Assicurarsi che le impostazioni dei ponticelli sulla scheda siano le stesse elencate nella Tabella 5, pagina 10.
   Nota: L'interruttore di alimentazione deve essere spento mentre si effettuano i collegamenti dei ponticelli. v
2. Collegare il cavo di alimentazione al connettore J9 sulla scheda.
3. Collegare il cavo USB dal PC host alla porta J5 (porta FTDI) sulla scheda.
4. Accendere la scheda utilizzando l'interruttore a scorrimento SW3.
5. Sul PC host, avvia il software FlashPro Express.
6. Fare clic su Nuovo o selezionare Nuovo progetto di lavoro da Lavoro FlashPro Express dal menu Progetto per creare un nuovo progetto di lavoro, come mostrato nella figura seguente.
7. Immettere quanto segue nella finestra di dialogo Nuovo progetto di lavoro da FlashPro Express Job:
   • Lavoro di programmazione file: fare clic su Sfoglia, passare alla posizione in cui si trova il file .job file si trova e selezionare il file. La posizione predefinita è: \mpf_dg0852_df\Programmazione_Job.
   • Posizione del progetto di lavoro FlashPro Express: fai clic su Sfoglia e vai alla posizione in cui desideri salvare il progetto.
     Figura 10 • Nuovo progetto di lavoro da FlashPro Express Job
8. Fare clic su OK. La programmazione richiesta file è selezionato e pronto per essere programmato nel dispositivo.
9. Viene visualizzata la finestra di FlashPro Express come mostrato nella figura seguente. Verificare che nel campo Programmatore venga visualizzato un numero di programmatore. In caso contrario, confermare i collegamenti della scheda e fare clic su Refresh/Rescan Programmers.
   Figura 11 • Programmazione del dispositivo
10. Fare clic su ESEGUI per programmare il dispositivo. Quando il dispositivo è programmato correttamente, viene visualizzato lo stato RUN PASSED come mostrato nella figura seguente. Vedere Esecuzione della demo, pagina 11 per eseguire la demo TVS.
11. Chiudete FlashPro Express o nella scheda Progetto, fate clic su Esci.

Appendice 2: esecuzione dello script TCL

Gli script TCL sono forniti nel design files nella directory TCL_Scripts. Se richiesto, il flusso di progettazione può essere riprodotto dall'implementazione del progetto fino alla generazione del lavoro file.
Per eseguire TCL, attenersi alla seguente procedura:

1. Avvia il software Libero
2. Selezionare Progetto > Esegui script....
3. Fare clic su Sfoglia e selezionare script.tcl dalla directory TCL_Scripts scaricata.
4. Fare clic su Esegui.
   Dopo l'esecuzione riuscita dello script TCL, il progetto Libero viene creato all'interno della directory TCL_Scripts.
   Per ulteriori informazioni sugli script TCL, fare riferimento a mpf_dg0852_df/TCL_Scripts/readme.txt.
   Fare riferimento alla Guida di riferimento ai comandi TCL del SoC Libero® per maggiori dettagli sui comandi TCL. Contattare il supporto tecnico per qualsiasi domanda riscontrata durante l'esecuzione dello script TCL

Documenti / Risorse

Microsemi DG0852 PolarFire FPGA Temperatura e Voltage Sensore [pdf] Guida utente DG0852 PolarFire FPGA Temperatura e voltage Sensore, DG0852, PolarFire FPGA Temperatura e Voltage Sensor, PolarFire FPGA, Temperatura e Voltage Sensore, voltage Sensore, Sensore

Riferimenti

• Manuale d'uso