Digilent software что это
Accelerate discovery—anytime, anywhere—with our powerful multi-instrument software application.
WaveForms seamlessly connects to our USB portable oscilloscope, logic analyzer, and function generator products, such as the Analog Discovery Pro family, Analog Discovery 2, Analog Discovery Studio, and the Digital Discovery, with full Windows, Mac OS X, and Linux support (on almost all devices). This software, coupled with the compatible hardware, brings a powerful suite of instruments to enable analog and digital design on your personal computer. Designed with a clean, easy to use graphical interface for each instrument, WaveForms makes it easy to acquire, visualize, store, analyze, produce and reuse analog and digital signals.
WaveForms SDK (Software Development Kit) downloads automatically with the WaveForms application and provides libraries and examples to write custom applications in C, Python, and more. Third party toolkits are also available for NI LabVIEW and MATLAB (for most devices).
NOTE: WaveForms is FREE to download and can be operated in demo mode. Download now to test it out! In order to download this software, click on the «Download Here» button to be taken to the resource center. This software is free, downloads in about 60 seconds and you are able to choose from Windows, Mac OS X, Linux, and ARM files. There is no limit on how many times you can download the WaveForms files.
For WaveForms support materials, visit:
WaveForms Instruments
Oscilloscope
The oscilloscope offers all the data acquisition, triggering and viewing functionality you’d expect in a benchtop scope. With real-time math channels, XY plots, filters, FFTs and other advanced features, the oscilloscope software provides all the analytical power you need. The oscilloscope can also be used as a mixed signal oscilloscope by adding digital channels. These measurements are either differential or single ended depending on the device.
Waveform Generator
The waveform generator produces predefined waveforms like sine, sawtooth and triangle waves, as well as user-defined (arbitrary) waveforms. It also generates more advanced signals like sweeps between user-defined frequency limits, AM or FM modulated outputs, and play back from a variety of files.
Power Supplies
Two user-controlled power supplies are available which vary in capability between devices.
Network Analyzer
The network analyzer drives a circuit with a swept sine wave and measures circuit response as the input frequency changes, using either the built in waveform generator as the stimulus or an external source. Output magnitude and phase are displayed in Bode, Nichols, or Nyquist formats.
Spectrum Analyzer
The spectrum analyzer performs a real-time FFT or CZT algorithm on oscilloscope data, and displays the resulting frequency-domain data (power spectrum) along with the captured time-domain signal.
Logic Analyzer
The logic analyzer simultaneously records digital signals and displays them as individual signals, parallel buses, or decoded into serial data bytes on SPI, I2C, CAN, or UART busses.
Pattern Generator
Drives individual digital signals or bus patterns to provide stimuli for testing.
Voltmeter
Two auto-ranging voltmeters can measure and display DC and AC (RMS and True RMS) signals, using differential or single-ended measurements depending on the device.
Protocol Analyzer
Communicate and test devices with UART, I2C, SPI, CAN, and AVR. Analyzers can be configured via common settings or with a script.
Script Editor
Combine the functionality of the available instruments into custom or automated tests in JavaScript. Included are several examples using the most common instruments.
Static I/O
Digital I/O can be configured as virtual I/O devices like push buttons, slide switches, and LEDs that are viewed and controlled on the host device.
Data Logger
Run longer tests on the oscilloscope channels using the Data Logger. Displayed are DC, True RMS, and AC RMS values.
Impedance Analyzer
Analyze capacitive and inductive elements in any circuit under test.
Средства разработки и проектирования Digilent
Находясь в Пуллмане, штат Вашингтон, Digilent разрабатывает, производит и распространяет свою продукцию по всему миру. С момента своего основания в 2000 году продукты Digilent теперь можно найти в более чем 2000 университетах в более чем 70 странах мира. Как многонациональная компания с офисами в США, Китае и Румынии, Digilent может предложить высококачественные решения для самых разных потребностей. В дополнение к своим собственным продуктам, Digilent предоставляет услуги по проектированию и производству оригинального оборудования для ведущих технологических компаний, включая Xilinx, Analog Devices, Cypress Semiconductor и National Instruments.
Миссия Digilent состоит в том, чтобы сделать инженерные разработки технологически понятными и доступными для всех, предоставляя преподавателям и студентам высококачественные и актуальные для отрасли средства обучения и учебные программы.
 |
|
 |
Отличия платы Wi-FIRE от WF32: |
 |
Этот продукт был разработан в сотрудничестве с Renesas Synergy и поддерживается платформой Renesas Synergy. |
194044, Санкт-Петербург
Большой Сампсониевский проспект, д. 45А оф. 134
Готовимся к Сколковской Школе Синтеза Цифровых Схем: литература, FPGA платы и сенсоры
UPD 2021-10-27:
Уважаемые участники Сколковской Школы Синтеза Цифровых Схем,
Как вы уже знаете, с 30 октября по 7 ноября в Москве введены ограничительные антиковидные меры. Технопарк Сколково по этой причине отменяет все мероприятия, запланированные в этот период.
.
Поэтому первое занятие Школы, запланированное на 30 октября, мы проведем онлайн c 12.00 до 15.00.
Технология проведения занятий в онлайн режиме была отработана нами в 2020 году. Она подразумевает подключение спикеров по ZOOM и трансляцию на Ютуб-канал ЧипЭКСПО: https://www.youtube.com/channel/UCqDmnd8PoScGaBbwnbsyy1g
Все вопросы спикерам по ходу занятия можно будет задавать в Телеграм-чате: https://t.me/DigitalDesignSchool
Вы можете получить плату (после предъявления сертификата прохождения короткого роснановского онлайн-курса) у Михаила Коробкова ( fpga-systems@yandex.ru ) и проходить практическую часть онлайн, задавая вопросы в телеграм канале в случае необходимости.
Тем, кто прислал сертификаты роснановского курса, для получения платы на время школы необходимо прислать Михаилу Коробкову ФИО, индекс, город, улицу, дом, квартиру и номер мобильного телефона. Доставка будет за счёт получателя платы, в среднем где то 500 рублей. Если вы находитесь в Москве, можете просто договориться с Михаилом о встрече и получить у него плату.
На сегодняшний день мы получили уже более 240 заявок. Это будет, по-видимому, самая массовая акция по обучению началам языков описания аппаратуры, элементам микроархитектуры и проектированию на уровне регистровых передач на русском языке.
На первом занятии будут в основном вводные вопросы: маршрут работы с Intel FPGA Quartus, теория связанная с комбинационной логикой и ее таймингом, элементы языка описания аппаратуры Verilog и демо на FPGA.
Для тех, кто это уже все знает, на первом же занятии у нас будет дополнительная, более продвинутая часть по арифметике с плавающей точкой, которая, помимо CPU, используется в графических процессорах и нейроускорителях. В частности проектировщик RISC-V CPU из компании Syntacore Николай Терновой расскажет о новомодном стандарте Posit.
Если в этом посте вы читате про школу в первый раз и хотите зарегистрироваться, то регистрация здесь. Теперь про подготовку.
Прежде всего перед школой мы рекомендуем пройти три части онлайн-курса «Как работают создатели умных наночипов» с сайта образовательного отделения РОСНАНО. Во время школы будут возникать концепции, в частности функция D-триггера / последовательностная логика / уровень регистровых передач, которые не сразу укладываются в голову. Онлайн-курс ускорит этот процесс, а также покажет, как упражнения на школе связаны с большой электронной промышленностью. Кроме этого, мы на школе отдает приоритет в посадочных местах и в распределении плат тем, кто прошел этот курс.
Часть 2. Логическая сторона цифровой схемотехники. Тут в основном новый материал: что такое язык описания аппаратуры, как из него синтезируется схема и как в логику попадает физика (временные задержки на логических элементах внутри такта):
Часть 3. Физическая сторона цифровой схемотехники. Это материал о работе софтвера, который раскладывает граф логической схемы по площадке микросхемы. Такой софтвер для массовых микросхем (например микросхем в смартфонах) может стоить сотни тысяч долларов на инженерное место. Мы дадим вам попробовать такой софтвер на одном из занятий, чтобы вы почувствовали себя на месте такого проектировщика. На остальных занятиях вы будете использовать бесплатный софтвер для FPGA, у которого похожие принципы, но который работает для микросхем реконфигурируемой логики:
После прохождения трех частей курса вы получите сертификаты, которые мы просим вас послать организатору ChipEXPO Александру Биленко info@chipexpo.ru, который распределяет места, и Михаилу Коробкову fpga-systems@yandex.ru, который распределяет платы.
Когда вы присылаете сертификаты роснановского курса Михаилу Коробкову для получения платы на время школы, просьба указывать фио индекс город улицу дом квартиру и номер мобильника. Доставка за счёт получателя платы, в среднем где то 500 рублей. Если вы находитесь в Москве, можете просто встретить Михаила на улице и взять у него плату.
Нужно ли приносить компьютер? Для предыдущей трехдневной школы на ChipEXPO нам предоставил компьютеры МИРЭА. До этого, на летних школах в Зеленограде компьютеры ставил МИЭТ. Но в этот раз мы просим участников приносить свои компьютеры. Главным образом это связано с тем, что мы хотим, чтобы у вас была возможность делать собственные проекты дома, а также чтобы вы умели устанавливать Intel FPGA Quartus и настраивать все сами. Если у вас нет компьютера, или он не подходит, мы предоставим вам один их компьютеров, которые мы планируем купить специально для таких случаев. То есть для 25 посадочных мест мы купим 5-10 компьютеров, расчитывая что все остальные принесут компьютеры сами. Это также позволит купить больше плат для руководителей кружков и преподавателей вузов регионах.
Деньги на компьютеры, платы и сенсоры выделила российская компания Ядро / ее отделение Syntacore, которые проектируют прорывной российский суперскалярный процессор с внеочередным выполнением инструкций, и которые заинтересованы в подготовке будущих разработчиков процессоров.
Какой приносить компьютер? Критическим требованием является то, что на компьютере должна запускаться программа Intel FPGA Quartus Prime Lite Edition v20.1.1.
UPD: недавно (то есть в ноябре 2021) на интеловском сайте появилась более свежая версия квартуса 21.1 от марта 2021 (почему они выложили ее только в октябре или ноябре непонятно). Я ее еще не пробовал, но она может работать лучше чем предыдущая v20.1.1, проблемы с которой описаны ниже.
Для этого требуется Intel/AMD PC с 4-6 GB ОЗУ и 16-20 GB свободного дискового пространства. Некоторые версии Quartus можно запустить и на 2 GB ОЗУ под Linux, где Quartus не так задыхается от нехватки памяти, как под Windows, но это на крайний случай.
Какая операционная система? Quartus 20 официально поддерживается под Windows 10 и несколькими дистрибутивами Linux: Red Hat 7 и 8, CentOS 7.5 и 8.0, SUSE SLE 12 и 15, Ubuntu 16.04 LTS, 18.04 LTS и 20. Юрий Денисов смог запустить Quartus под Astra Linux.
Если вы эстет-линуксоид и хотите решить проблему без sudo и установки symbolic link в рутовую директорию /lib, вы можете использовать вот такой скрипт, написаным Алексом Белицем.
В качестве инструкции для установки можно использовать видео Сергея Иванца с прошлого года, но применять их для нового пакета, а также использовать новые версии Quartus для Linux и Windows.
А что по этому поводу думает Интел?
Оказывается, проблемы с бесплатной версией Quartus задевают даже самих сотрудников Интела, до уровня старшего менеджера образовательных программ Ларри Ландиса. Ларри помимо должности в Интеле преподает курс похожий на нашу школу, в Калифорнийском Государственном Университете в Сакраменто. Он мне написал, что для группы, которая разрабатывает Quartus, бесплатная версия не очень приоритетна, и они ее за год так и не исправили. Поэтому Ларри использует более старую версию Quartus 18.1.
Ну что-ж, если даже в Интеле твориться такой бардак, то у российcкого процессора от Yadro / Syntacore больше шансов на мировом рынке, чем многие об этом думают.
Мы очень просим вас установить и запустить Quartus перед тем, как вы прийдете в школу. Преподаватели школы не смогут бросить всех остальных и заняться установкой на ваш компьютер Quartus (это может занять от 20 минут до полутора часов), а также загрузкой патча, проверкой, ту ли версию вы скачали и не требует ли она платной лицензии итд.
. Обратите внимание что нужно установить именно бесплатную версию, то бишь Quartus Prime Lite Edition 20.1.1, и ни в коем случае не платную версию (без «Lite»). Кроме разумеется случая, если вы хотите подарить компании Интел четыре тысячи долларов. Но если вы не такой меценат и при этом поставите платную версию и прийдете с такой установкой на школу, то вам прийдется все переставлять (это к сожалению происходит очень часто в разных вузах).
При покупке платы Omdazz / RzRd и особенно PisWords-6 важно следить чтобы она шла с USB Blaster. Это компонент для конфигурации платы от PC. Если вы случайно или намеренно купили такую плату без USB Blaster, вы можете или заказать его отдельно на AliExpress, или купить USB Blaster в России (он продается в Москве). Я часто докупаю дополнительные USB Blaster-ы, так как они дешевые и при этом бластеры в комплекте иногда глючат, поэтому хорошо иметь запасной:
У некоторых участников школы уже есть своя плата другого типа. Разберем, какие из них можно применять.
Terasic DE10-Lite с Intel FPGA MAX10. Это хорошая плата, с большим FPGA, который позволяет конфигурировать в ней даже довольно большие промышленные CPU микроконтроллерного класса. Кроме этого у нее удобные переключатели и относительно широкий 7-сегментный индикатор из 6 цифр. На ней также работает много примеров школы, кроме примеров с распознаванием и генерацией звука.
Однако эта плата дороже, а мы стремимся к использованию плат, которые бы могли себе позволить малобюджетные кружки. Кроме этого на Terasic DE10-Lite статический семисегментный индикатор, а у нас есть примеры с динамическим. В общем вы ее можете использовать, если сами спортируете на нее примеры со звуком.
ZEOWAA. Неплохая, очень недорогая плата, с тем же Intel FPGA / Altera Cyclone IV, что и Omdazz, но без внешней микросхемы памяти. На этой плате идут большинство примеров школы, кроме примеров со звуком и примеров с продвинутой микроархитектурой (они будут с января). К сожалению эту плату больше нельзя купить на AliExpress.
Если вы хотите, вы можете сделать эти wrapper-ы сами, используя в качестве примеров файлы отсюда. Также замечу, что для некоторых плат, в частности DE2 (но не DE2-115) вам понадобится старая версия квартуса.
«А зачем эти файлы? Давайте сгенерим их во время школы в GUI квартуса, как показывается в некоторых альтеровских туториалах».
Нет, не стоит, это неэффективное использование времени школы. Мы пытаемся научить будущих микроархитекторов ASIC-ов, и лучше потратить время на эффективное писание кода на верилоге и разбор конвейерных микроархитектур, чем на механическую вождение мышкой по GUI квартуса.
«У меня плата с Xilinx. Помогите мне запустить на ней примеры». Хотя при желании все примеры можно запустить на платах с Xilinx Spartan-6, Spartan-7, Artix-7 и даже Spartan-3E, но у нас не хватает времени на школе, чтобы показывать и систему разработки от Intel FPGA / Altera, и систему разработки от Xilinx: ISE и Vivado.
И опять же, детали синтеза для Xilinx не помогает изучению микроархитектуры, где вся интеллектуальная соль проектирования ASIC чипов для смартфонов и самоуправляющихся авто.
Кроме этого, платы с Xilinx FPGA дороже для малобюджетных кружков, поэтому мы выбрали Intel FPGA / Altera.
При этом вы можете сами спортировать примеры для Xilinx, используя файлы установок для плат Digilent Basys3 и Nexys4.
А можно ли использовать платы, которые втыкаются в макетную? Можно, если вы сами напишете врапперы примеров и купите для них VGA коннектор для примеров с VGA:
А как насчет плат от Lattice и MIcrochip / Microsemi? Они реже применяются, имеют проблемы с поддержкой верилога, поэтому мы их не используем. Впрочем, вы можете поэкспериментировать с Lattice, у которого, говорят, есть open-source toolchain.
Для проверки, что ваша FPGA плата и установка Quartus работает, вы можете скачать минимальный пакет «before» по следующей ссылке:
Вот видео от Сергея Иванца, как запустить пример из этого пакета:
Вы также можете, если очень хотите, попробовать Quartus в режиме рисования схем мышкой. В промышленности это не применяется с начала 1990-х годов, вместо этого разработчики вводят код на Verilog или VHDL и смотрят, какая схема их этого получилась
Но некоторые преподаватели вузов делают первое занятие таким образом, чтобы студенты четко понимали, что даже когда они пишут код на верилоге, они фактически рисуют на нем схему, а не пишут программу (цепочку инструкций для процессора).
Вот видео от Сергея Иванца с таким туториалом:
С Quartus, платами и их проверкой мы закончили. Теперь перейдем к оборудованию, которое может вам понадобиться на последующих занятиях. Мы постараемся им снабдить всех очных участников, а также заочных преподавателей, но если кто хочет закупить его для себя, то необходимая информация ниже.
Для упражнений с графикой вам понадобится дополнительный VGA монитор, который подключается к FPGA плате. Я предпочитаю портабильный монитор (для него может понадобиться дополнительный кабель), но в принципе почти любой монитор с VGA входом подойдет. Вот пара видео тоже от Сергея Иванца как делать лабы с графикой:
Если вы хотите развить пример игры, то вы можете приобрести SPI джойстик, мы покажем как подключить его к схеме в FPGA плате. Вот пример такого джойстика от компании Digilent, правда его там может быть нетривиально заказать (см. инфо ниже про лабы с музыкой).
Для лаб с генерацией и распознаванием музыкальных мелодий понадобится микрофон c SPI интерфейсом и усилитель с I2S интерфейсом, а также простые наушники с круглым входом. Микрофон и усилитель мы заказываем в компании Digilent. Мы опять же собираемся снабдить этими компонентами всех участников офлайн, но если вы хотите их купить сами, то тут есть тонкий риск: в
2012-2013 годах Digilent доставлял в Россию без проблем, но потом они ввели сложные правила для продажи через российского дистрибутора, а прямые продажи с сайта убрали. Сейчас они снова поставили продажи в Россию обратно на сайт, но если они посылают в Россию через UPS (не путать с USPS) или с FedEx, то это будет нелегко растаможить (таможня требует кучу бумаг). Чтобы таможня ничего не требовала, нужно слать через банальную государственную почту USPS (US Postal Service), у которой специальное соглашение с Почтой России через международный кооператив EMS.
Короче, можете заказывать на свой страх и риск. Вот микрофон и код на верилоге, который принимает от него данные. В худшем случае компоненты вернутся обратно в штат Вашингтон и Digilent вернет за них деньги.
А вот усилитель и соответствующий код примера. В него втыкаются обычные наушники с круглым штырем, но если вы хотите генерить стерео-звук, то нужны или наушники с двумя штырями (такие раздают в самолетах) или вот такой сплиттер.
Распознавание мелодий с флейтисткой Марией Беличенко на ChipEXPO выглядело так:
Если вы хотите сами поиграть на флейте перед FPGA платой (или скажем объединить это с графикой на VGA и сделать скажем танцующих на экране кобр), вы можете купить блокфлейту (на ней гораздо проще играть новичку, чем на поперечной флейте Бема, на которой играет Мария на видео), и Мария, которая будет в Москве на этом занятии школы, поучит вас сыграть какую-нибудь простую мелодию:
Другие полезные периферийные устройства, которые вы можете использовать для проектов с FPGA платой во время нашей школы:
С сенсорами закончили. Теперь во время работы школы вам может быть полезной литература. В первую очередь это теоретическая книжка Харрис & Харрис, на которую мы будем много раз ссылаться. К ней есть версия для планшета и более короткие слайды для лекций.
Харрис & Харрис начинается с нуля и доходит до довольно продвинутого материала, который мы будем использовать в конце курса, когда будем создавать процессорный кэш:
За переводной книжкой Харрис & Харрис идет написанный российскими и украинскими авторами лабник «Цифровой синтез». Как нетрудно догадаться, то те же авторы, которые проводят и лекции и семинары на Сколковской Школе Цифрового Синтеза:
Прежде всего, Дональд Томас, автор книги «Логическое проектирование и верификация систем на SystemVerilog» (2019 год на русском языке от ДМК-Пресс, 2016 год на английском) — это тот же самый Дональд Томас, который в соавторстве с Филиппом Мурби написал книжку 1991 года «The Verilog Hardware Description Language» by Donald Thomas and Philip Moorby. Тогда, в 1991 году, многие электронные компании еще проектировали микросхемы по старинке, рисуя их мышкой на экране; технологии логического синтеза только-только вышли из лаборатории на производство; языки описания аппаратуры считались предназначенными для написания моделей и тестов, а не исходниками для создания окончательных схем; помимо VHDL и закрытого в то время Verilog-а было много мелких и проприетарных языков типа Abel, CUPL, PALASM; а у Intel и MIPS были внутренние языки описания аппаратуры.
Вот в такой обстановке вышла книжка Томаса и Мурби, которая стала для проектировщиков цифровых микросхем 1990-х тем же, чем для программистов на Си стала книжка Керниган-Ричи, а для программистов на C++ — книги Бьярни Страуструпа. Книжка выдержала пять изданий — от 1991 года до 2002, но для эпохи Айфонов была явно недостаточна. И вот в 2016 году Дональд Томас решил наверстать и выпустил новую книжку, в которой описал ключевые нововведения в язык и методологии за 25 лет. Те самые 25 лет, в течение которых Verilog стал общей базой для всей индустрии, на нем пишутся схемы для всего — от пресловутых айфонов и контролирующих компьютеров в Теслах до российских военных вертолетов.
Ближе к зиме мы будем проводить туториал по маршруту проектирования ASIC-ов. Это фиксированные микросхемы, которые выпускаются на фабриках миллионами и миллиардами и стоят в гаджетах. К тому времени участникам школы может быть полезно скачать и полистать русский перевод слайдов Чарльза Данчека к лекциям, которые Чарльз читал сначала в Университете Калифорнии Санта-Круз, расширении в Silicon Valley, а потом в 2016 году прочитал в Москве, Санкт-Петербурге и Киеве:
Еще на днях вышел альманах по искуственному интеллекту который выпускается в МФТИ. В нем есть статья «Как разработать новый процессор для ML Технологическая база, люди и процессы». Вы можете читать этот текст во время поездки в Сколково на общественном транспорте. В нем на пальцах объясняется принцип проектирования на уровне регистровых передач, микроархитектура хардвера для ускорения вычислений искуственного интеллекта, а также общая организация работы микроэлектронных компаний. Вот картинка из статьи, которая показывает как работают вместе инженер по моделированию, инженер по функциональной врификации, инженер по логическому проектированию и инженер по физическому проектированию:
Если у вас не получается зарегистрироваться на EDA Playground (он не любит некоторые емейлы), вы можете использовать бесплатные оффлайн-тулы Icarus Verilog и GTKWave.
Под Linux Icarus Verilog и GTKWave ставится «sudo apt-get install verilog gtkwave». Версия для Windows здесь.
Харрис & Харрис может быть вам полезен уже во время первого занятия, как и EDA Playground. Большинство участников во время первого занятия будут пробовать простые упражнения, под руководством Александра Силантьева из МИЭТ и его коллег из МИРЭА и других вузов. Эти упражнения более-менее самодостаточны. Но некоторые из участников прийдут на первое занятие, уже зная основы верилога. Что с ними делать?
Чтобы никто не скучал, мы договорились с Ильей Кудрявцевым (на снимке справа), деканом из Самарского Университета (бывшего Самарского Аэро-Космического), что он прочитает вам короткую лекцию про операции с числами с плавающей точкой. После чего скучающие участники реализуют комбинационный IEEE 754 сумматор с детекцией положительной и отрицательной бесконечностей, а также NaN (вы узнаете что это такое). Илья подготовит для вас слайды с форматом и алгоритмом, а также сделает обзор операций языка (детали переполнения при сложении и вычитании, конкатенация и выделение группы битов) и нужных для комбинационной логики конструкций (assign, wire, always @*, if), а также обсудит верификацию такого блока.
Про плавающую точку написано аккурат в Харрис & Харрис:
Так что до встречи на первом занятии Сколковской Школы Цифрового Синтеза 30 октября! (О времени и месте вам сообщат по емейлу регистрации)
Картинка из новой версии игры Doom
