Вчера известный разработчик FPGA дизайнов и печатных плат Николай Ковач, основатель marsohod.org из Таганрога, добавил поддержку платы Марсоход3GW2 в репозиторий примеров для Школы Синтеза Цифровых Схем, в которую сейчас идет регистрация. Николай также описал работу с примерами в своем посте на Хабре. Плата полностью покрывает нужды Школы для упражнений с цифровой логикой, синтезом простого микропроцессорного ядра, распознавания и генерации цвука и красивой графикой на HDMI дисплее с 24-битным цветом. Плата стоит 5000 рублей + 400 рублей за шилд семисегментного индикатора. Для работы со звуком нужно приобрести дополнительные компоненты: MEMS микрофон INMP441 ($1.70 на AliExpress) и декодер GY-PCM5102 с чипом PCM5102A для вывода звука ($1.84 на AliExpress).
Получается заведомо дешевле и лучше по графике, чем со стандартными во многих западных вузах платами типа Digilent Nexys A7, которая стоит $350 и позволяет только 12-битную графику c VGA (4 бита на канал RGB). При этом софтвер для синтеза Xilinx Vivado, который используется для Artix-7 FPGA на Nexys A7 - работает в несколько раз медленнее, чем софтвер Gowin EDA, который используется для Gowin FPGA на плате Марсоход3GW2.
Российская плата также имеет преимущество по графике, цене и скорости синтеза перед популярными платами Terasic DE10-Lite (VGA 4 бита на канал RGB, $140 с доставкой из Тайваня и синтез Altera Quartus Prime). И даже перед бюджетными решениями из КНР с FPGA от Altera: платам Omdazz/RzRd (1-бит VGA, $50 на AliExpress) и Saylinx (5-6-5 RGB VGA, $54), хотя у Saylinx шире 7-сегментный индикатор (8 цифр против 4 цифр у Марсоход3GW2).
Прямым конкурентом Марсоход3GW2 является китайская плата Tang Nano 9K, но, во-первых, китайскую плату нужно паять, во-вторых, для нее нужно докупать не только микрофон и декодер для вывода звука, но и дополнительную интерфейсную плату на основе чипа TM1638, а также макетную плату чтобы это все разместить.
При этом для Марсохода3GW2 можно использовать те же инструкции, что и для Tang Nano 9K, а также инструкции, созданные при кооперации сообщества Verilog Meetup и Gowin Semiconductor:
GOWIN EDA Quick Start Guide V6
Tang Nano 9K Synthesis and Configuration V6
Пикантный момент: что c Марсоходом3GW2, что с Tang Nano 9K можно использовать не только коммерческий тулчейн Gowin EDA, но и открытый тулчейн OSS CAD Suite. Хотя открытый тулчейн сыроват, но с ним связаны два крутых обстоятельства:
Если вы хотите стать специалистом по алгоритмам автоматизации проектирования чипов, то вам не обязательно трудоустраиваться в Synopsys или Cadence, вы можете участвовать в движении Free and Open Source Silicon и делать вклад в эти тулы, причем не только для FPGA, но и для ASIC.
Если вы посмотрите на файлы релиза OSS CAD Suite, вы обнаружите в нем релизы не только для Linux и Windows, но и для популярного у молодежи Apple Макинтоша, причем как на x86/64, так и на ARM-based Apple Silicon. Если немного поковырять скрипты для basics-graphics-music (там чуть другой bash чем на линуксе), то наверняка можно заставить работать синтез и конфигурацию всех примеров на макинтоше.
При этом Марсоход3GW2 - не первая российская плата, для которой сделана поддержка репозитория примеров для Школы Синтеза и Verilog Meetup (т.е. Школы Синтеза за Рубежом). Еще в прошлом году Николай Ковач сделал поддержку для двух альтеровских плат от Марсохода, правда сейчас их нужно подкрутить для новой версии репозитория (см. сигналы vsync/hsync в board_specific_top.sv).
Но помимо трех марсоходов плату с поддержкой примеров для Школы Синтеза сделал Руслан Залата из Тюмени, основатель компании Фабмикро.
Плата Руслана называется Карно / Karnix, и предназначена скорее не для образования, а для промышленной автоматизации. Но примеры на ней тоже работают:
Эту плату Руслан описал в свое посте:
Среди множества отладочных плат, поддерживаемых проектом «basics-graphics-music» присутствует, в том числе, разработанная мной и моими коллегами из ООО «Фабмикро» плата «ПИР СЦХ-254 Карно» («Karnaugh Interactive Extendable ASIC Simulation Board») предназначенная для обучения азам цифрового синтеза и экспериментов с синтезируемыми микропроцессорными ядрами RISC-V.
Это полностью «open source and open hardware» проект на базе ПЛИС Lattice ECP5 с ~25К логических блоков, содержит ряд интересных периферийных устройств: многоканальный ЦАП и АЦП, блок статической SRAM памяти объемом 512КБ, FastEthernet, HDMI, кнопки и светодиоды и кое-что еще. Плата «Карно» имеет встроенный JTAG программатор.
Я вообще видел Мишустин на днях выступал на форуме "Микроэлектроника-2024" и говорил о госпрограмме подержки подготовки кадров. Судя по тому, какие задачки Мишустин задает студентам и лицеистам, он человек с пониманием. Так вот если бы российское государство накупило бы FPGA плат отечественных производителей для физматшкол и вузов, и поддержало бы их внедрение от Камчатки до Севастополя, то через несколько лет уровень российских молодых специалистов для разработки цифровой электроники вероятно бы превысил уровень американских выпускников (это я не просто так думаю - я интервьирую выпускников на микроархитектурные задачки).
В Америке пытались внедрить FPGA платы в обучение школьников по программе Project Lead The Way , с платами Digilent Cmod S7 с чипами Xilinx Spartan-7, но их программа выглядит не очень интересной. Кнопочки, лампочки, где графика, музыка, процессоры? Со студентами все хорошо в вузах типа MIT, но в других местах не очень - мало практических студенческих проектов, из-за чего студенты вынуждены учиться на производстве, которое редко горит их учить.
В России процесс сейчас идет довольно живо - вспомним, что в субботу начинается Школа Синтеза, на которую регистрация еще открыта, хотя у них глючит подтверждение емейла.
Комментарии (16)
Sdima1357
02.10.2024 09:29+13Импортозамещение чего? Чипы китайские, которые пока ещё продают, но не факт что будут продавать завтра. Платка неплохая, и даже интересная, но звук можно выводить прямо с ножек и без i2s . Так чем она лучше той же tang9k, которая дешевле?
YuriPanchul Автор
02.10.2024 09:29Ну я же написал чем лучше - паять не надо например:
Прямым конкурентом Марсоход3GW2 является китайская плата Tang Nano 9K, но, во-первых, китайскую плату нужно паять, во-вторых, для нее нужно докупать не только микрофон и декодер для вывода звука, но и дополнительную интерфейсную плату на основе чипа TM1638, а также макетную плату чтобы это все разместить.
Добавлю к этому еще доставку.
При этом, как я написал,
При этом для Марсохода3GW2 можно использовать те же инструкции, что и для Tang Nano 9K, а также инструкции, созданные при кооперации сообщества Verilog Meetup и Gowin Semiconductor:
Sdima1357
02.10.2024 09:29+3Нужно паять
Там гребёнку припаять надо. Это несложно даже для младших школьников. Вам самому не смешно? Кстати продают и запаянные.
И все рано дешевле примерно вдвое, все вышеперечисленное вместе. Tang nano 9k где то 17 USD с доставкой , а все остальное вместе как чашка кофе
YuriPanchul Автор
02.10.2024 09:29Запаянные 9k больше не продают, теперь запаянные продают только 20k, а они вдвое дороже. И да, есть куча и студентов и даже asic дизайнеров, которые не умеют паять.
Вот моя табличка:
Sdima1357
02.10.2024 09:29ЛПлата в формфакторе предыдущих версий Марсоход3, однако, теперь на этой плате Марсоход3GW установлена микросхема Gowin FPGA GW1NR-LV9QN88PC6/I5
Микросхема Gowin FPGA, установленная на плате, имеет встроенные ресурсы:
71 User IO pin
8640 LUT
6480 FF
17280 bit SSRAM
468kb BSRAM
608Kb User Flash
5 DSP Blocks
2 PLL
встроенный генератор OSC
встроенные блоки сериализаторов OSER/ISER, ELVDS/TLVDS, ODDR/IDDR
На плате Марсоход3GW так же установлены:
двухканальный программатор MBFTDI построенный на чипе FT2232H
8ми битная АЦП ADC1175 20MHz
кварцевый генератор 100МГц
2 пользовательские кнопки
8 светодиодов
выход HDMI
разъем для плат расширения, например, для подключения шилда Ethernet или 7ми сегментного индикатора
Примеры FPGA проектов для данной платы можно взять на гитхаб https://github.com/marsohod4you/Marsohod3GW
Программирование ведется в среде Gowin IDE Designer Standard.
Цена: 5000.00 руб.
pp
4.2. Тарифы на оказание услуг по доставке ТОВАРА зависят от способа доставки и указаны в интернет-магазине в разделе "Оформление заказа => Способ доставки".
5000 rub -> 52.92 United States Dollar + ? доставка
nano 9k $43--$7 (4.3 inch lcd) = $26 , так как hdmi у неё тоже есть. А другие платки 20к и 25к намного толще
Все равно нано дешевле и лично мне удобней
Пс вроде они забыли в описании упомянуть 64мbit psram
Ппс .И без пайки не в кайф, можно запустить все на эмуляторе на ПС.
Sdima1357
02.10.2024 09:29Смотрите Юрий, ребята со своим марсоходом - молодцы. У них интересный и полезный для начинающих сайт. Они делают хорошую и полезную работу. Но платы дороже и они в этом не виноваты.
MrZorg
02.10.2024 09:29+9Начинание неплохое, но приплетать Мишустина с формулировками импортозамещения ну честно, не стоит.
Из плюсов - разработали удобную плату на китайской ПЛИС именно для обучения. С стоимостью больше, чем доступные на алиэкспрессе, но более применимую для школ.
И если уж речь зашла про заказ, доставку и тп., то на марсоходе ссылка битая
Sdima1357
02.10.2024 09:29+2Приплетать Мишустина
Pecunia non olet. Правда цель вообщем достойная, обучение детей ,но...
RZK333
02.10.2024 09:29+1к слову, в связке с YoSYS еще есть интересный проект Amaranth https://amaranth-lang.org/docs/amaranth/latest/
интересующимся open source FPGA советую посмотреть.
Gay_Lussak
02.10.2024 09:29+6А можно все таки узнать, в чем собственно состоит замещение? Комплектующие - иностранные, ПО с помощью которого разводили плату скорее всего тоже.
Brak0del
02.10.2024 09:29+1При этом софтвер для синтеза Xilinx Vivado, который используется для Artix-7 FPGA на Nexys A7 - работает в несколько раз медленнее, чем софтвер Gowin EDA, который используется для Gowin FPGA на плате Марсоход3GW2.
Так ведь и размеры оптимизационных задач, которые решают EDA в обоих случаях отличаются во много раз. На нексусе заведомо более мощные и навороченные плисины -- artix 50 или artix 100, которые содержат 32000 или 64000 6-входовых LUT, 240 DSP-слайсов, а на gowin-e всего порядка 8000 4-входовых LUT и 20 DSP-слайсов.
PTM
02.10.2024 09:29Словлю минусов, но всё-же.
Не покупая у отечественных - вы их не поддержите.
Купить в Китае можно, особенно если вы уже инженер, а для школьников или начинающих студентов лучше войти с минимальными затратами. Остальному можно научиться в процессе.Это я к тому, что собрать схему на макетке проще, чем купить макетку, паяльник, флюс, припой, который если хреновый, то будет как каша итд итп
По мне так @YuriPanchul достаточно много делает для популяризации fpga.
а вот кружков и интереса у молодежи к микроэлектронике в том числе и базовой , как то маловато...да и не просвещает никто
hw_store
02.10.2024 09:29По поводу импортозамещения: вот буквально сегодня получил ответ от завода "Электродеталь", который выпускает богатый ассортимент различных разъёмов. За разъём типа "пин хедер 2.54 однорядный" (который встречается почти в любом цифровом устройстве) и который в китайском исполнении можно купить со склада в любом количестве примерно за 15-20 рублей, российский завод просит 1164 рубля со сроком поставки 150 дней. Если кто не верит, пришлю скан коммерческого предложения в личку. Подобная же фигня была с кварцами - в 27 раз дороже китайских, но уже с месячным сроком поставки.
Не удивительно, что с такими условиями поставок российские готовые изделия получаются дорогущими и востребованными только в рамках распила денег налогоплательщиков.
MasterMentor
Всё вроде бы хорошо, только там на форме обязательное поле Университет*, в нём прописано МГТУ им. Баумана, и оно Read-Only. А в Предпочтительный кластер* - выбор от Камчатки до Беларуси.
Прокомментируйте, пожалуйста.
YuriPanchul Автор
Ой, проблемы регистрации лучше решать в телеграме