[Article Divers] Les FPGA, CPLD et autres rejetons

[RefiX]

Les FPGA, CPLD, PLD

Qu'est ce que c'est ?:

Ce sont des circuits logiques programmables, ils sont composés de pleins de petites portes logiques que l'on programme afin de réaliser une ou des fonctions voulues.
Donc pas de rapports avec les µprocesseurs (Bien que certains FPGA en possèdent).
Les leaders en fabrication de FPGA sont actuellement Xilinx, Altera et Actel.

Vous allez me dire : "J'ai jamais vu ces bestioles moi !"
Et bien si, vous les trouvez dans vos supercard, superpass, superkey, dans vos puces (gamecube, xbox, ps2 ....) bref dans des choses qui vous tiennent à coeurs

Pour les différences entre FPGA, CPLD et PLD en gros il faut juste retenir que:
FPGA > CPLD > PLD ( " > " signifiant : mieux que )
un fpga contient plus de portes logiques qu'un cpld et utilise une technologie différente.

A quoi servent-ils ?

Je vais prendre une exemple simple, dans le monde des consoles et du hack on retrouve ce schéma pour le cas superpass:

En temps normal on retrouve ceci:
Cartouche => Données => Console

Avec le fpga :
Cartouches => Données => Fpga => Données modifiées => Console

Dans ce cas le fpga est utilisé pour "patcher" des données mais on peut l'utiliser pour des choses complètements différentes comme commande de moteur, compteur et pleins d'autres choses.

C'est bien beau mais comment je programme mon fpga?

Il existe un langage spécifique pour ces circuits et comme aucun circuit n'est pareil, des normes ont été mises en place afin d'avoir un language qui marche sur toutes plateformes (peut nécessiter quelques modifications).
Ce langage c'est le VHDL (ou Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language).
Il existe aussi d'autres langages comme le Verilog.
Un petit exemple de code en vhdl : Code du passme (il faut ouvrir le fichier .vhd avec bloc note )

Après avoir codé votre fonction il vous faut programmer le circuit.
Ici plusieurs cas peuvent apparaitre, soit via JTAG (Joint Test Action Group) ou alors via programmateurs de circuits spécifiques.
On utilise de plus en plus le JTAG pour programmer les planches FPGA. C'est un cable très simple "à faire soi-même", qui permet d'accéder rapidement à la planche.

Où puis-je trouver un FPGA/CPLD/PLD ?
Sur internet en cherchant un peu ou alors vous pouvez utiliser celui de votre superpass/superkey

(cette section sera updatée quand je pourrais récupérer mes fichiers sur mon ftp).

Les "fpga board":

Les fpga board sont des fpga mais montés sur plaque avec des composants externes.
Avec celà on peut quasiment tout faire (par contre c'est pas donné).

Par exemple voici le fpga board Basys de chez Digilent

On aperçoit très clairement les interrupteurs, leds, connecteurs, afficheurs qui ont été implantés.



Quelques Liens :

Fabricants:
Xilinx (en)
Altera (en)
Actel (en)
Atmel (en)
Quicklogic
Lattice

Sources en VHDL/Verilog:
Opencores (en)
FPGA4fun (en)
Synthèse de la syntaxe VHDL
Quelques sources en VHDL

Revendeurs:
Diligent (en)
KNJN (FPGA4Fun) (en)

Correction orthographique par Dolarcles 3.1 (c'est du bon )
Et ajouts par Pitt.

[Pitt]

Sympa, l'article ! J'avais pas vu ta réponse sur l'autre post, sinon, on aurait pu le faire ensemble.
Je vais essayer de trouver quelques sites qui vendent des FPGAs, si ça t'intéresse.

[RefiX]

Envoyé par Pitt

J'avais pas vu ta réponse sur l'autre post, sinon, on aurait pu le faire ensemble.
Je vais essayer de trouver quelques sites qui vendent des FPGAs, si ça t'intéresse.

Pas de soucis

[Pitt]

En attendant les sites, je propose 2-3 trucs à rajouter :

* Il existe aussi le langage Verilog, mais je sais plus par qui il a été créé.
* Les leaders en fabrication de FPGA sont actuellement Xilinx, Altera (euh, Altera, c'est pas du EPLD ?) et Actel.
* On utilise de plus en plus le JTAG pour programmer les planches FPGA. C'est un cable très simple "à faire soi-même", qui permet d'accéder rapidement à la planche.

Je crois pas avoir fait de bourdes ... Je veux bien faire un petit tuto d'initiation au VHDL, aussi.

[RefiX]

Envoyé par Pitt

En attendant les sites, je propose 2-3 trucs à rajouter :

Je crois pas avoir fait de bourdes ... Je veux bien faire un petit tuto d'initiation au VHDL, aussi.

je rajoute

[Bobby Sixkilla]

Très bon article.

[Darkmath]

Interessant, vivement la suite...

[Pitt]

EDIT: Liens supprimés, voir tuto.

Je me prendrais bien une basys de chez Diligent. Au cas où, je préfère vous demander votre avis : ça convient bien à ces critères-là :
* 100 000 portes logiques
* 72 ko de RAM
* 25/50/100MHz
* Port JTAG
* De la ROM Flash pour stocker le programme, et éviter de le retransférer à chaque mise en route.
* 59 $

Mon anglais est bon/moyen/pitoyable/ ? (rayez la mention inutile)
Merci d'avance !

[RefiX]

Envoyé par Pitt

EDIT: Liens supprimés, voir tuto.

Je me prendrais bien une basys de chez Diligent. Au cas où, je préfère vous demander votre avis : ça convient bien à ces critères-là :
* 100 000 portes logiques
* 72 ko de RAM
* 25/50/100MHz
* Port JTAG
* De la ROM Flash pour stocker le programme, et éviter de le retransférer à chaque mise en route.
* 59 $

Mon anglais est bon/moyen/pitoyable/ ? (rayez la mention inutile)
Merci d'avance !

J'ai aussi aperçu cette bebette qui m'a l'air assez sympatique (comme son prix d'ailleurs qui revient à environ 70$ fdpin).
Elle me tente bien (bon faut que je fasse rentrer un peu de sousous dans le porte-monnaie d'abord).
Une tite commande groupée Pitt ?

[Pitt]

Il me semblait bien que c'était intéressant. Ok pour la commande groupée ! 70$, ça fait combien en €, à peu près ? 66-67 ? C'est vraiment pas très cher pour tout ce qu'elle propose !
EDIT: Autre chose, tu utilises quoi comme "compilateur VHDL" ? GHDL ?

[RefiX]

Envoyé par Pitt

Il me semblait bien que c'était intéressant. Ok pour la commande groupée !
EDIT: Autre chose, tu utilises quoi comme "compilateur VHDL" ? GHDL ?

Quand je bosse sur le superpass je me sert du webpack xilinx et quand je fais mumuse sur des petits trucs spécifiques j'utilise warp (de cypress).

[Pitt]

OK, je vais regarder tout ça ! J'apporte une nouvelle contribution à l'article:

Le FPGA board de Refix et de Pitt, vous avez dû en entendre parler :

[thoduv]

Article très très sympa, merci

Petite question: y'a moyen de programmer en ASM sur ces bestioles ? Les FPGA c'est des µprocesseurs ?

[Pitt]

Non, ce ne sont pas des microprocs, ce sont des puces programmables. Tu dois donc compiler ton programme, écrit en VHDL ou en Verilog, qui décrit le comportement de ta puce, et programmer ton FPGA avec le "binaire" obtenu. Pas d'asm, puisqu'il n'y a pas de processeur. Enfin, après, il y a des FPGA avec processeur (ARM, généralement), mais c'est une autre histoire ... Et puis tu peux te coder ton propre processeur, aussi ...

P.S.: Faudrait peut-être le rajouter dans l'article, Refix. <= j'ai ajouté

[RefiX]

Envoyé par thoduv

Article très très sympa, merci

Petite question: y'a moyen de programmer en ASM sur ces bestioles ? Les FPGA c'est des µprocesseurs ?

La programmation en asm n'existe pas à ma connaissance (un fpga étant composé quasiment que de portes logiques que l'on assemble d'une certaine facon => pas de structure propre).

Et les fpga ne sont pas des µprocesseurs, ils ont une architecture différente.

edit: grillé par Pitt

[thoduv]

Envoyé par Pitt

Et puis tu peux te coder ton propre processeur, aussi ...

Ca c'est puissant ! ....

[dolarcles]

Bon, aller RefiX il faut bien que je leur montre la bêbête que je vais recevoir la semaine prochaine hein ?


http://fpga4u.epfl.ch/wiki/Main_Page

[Pitt]

Je propose un bannissement temporaire du membre nommé "dolarcles", d'une durée de 1475 ans, 4 mois, 2 semaines, 3 jours, 6 heures, 43 minutes et 1 seconde.
Foiré, va ! M'en fous, je vais m'acheter Basys ! Na !

EDIT:

Envoyé par thoduv

Ca c'est puissant ! ....

Si si, j'avais un truc là-dessus. Pas de quoi faire faire faillite à Intel et ARM, mais quand même des trucs marrants à expérimenter ... Faut que je retrouve ça !

[RefiX]

@Dolarcles: moi aussi un jour j'aurais du super matos (un jour ...)

[Pitt]

Tiens, Refix, à quoi correspondent les 2 fichiers présents dans le code du passme ? Il y a le vhd, le binaire pour la SRAM, et les 2 autres ?

[RefiX]

Envoyé par Pitt

Tiens, Refix, à quoi correspondent les 2 fichiers présents dans le code du passme ? Il y a le vhd, le binaire pour la SRAM, et les 2 autres ?

Il y a un fichier .jed qui est un fichier jedec , il sert à programmer le circuit en indiquant quels fils "relier" à l'intérieur. (d'ailleur tu peux ouvrir ce fichier avec le bloc note pour voir sa structure)

On trouve aussi un fichier .ucf ( User Constraints File ) qui permet de forcer l'assignation des pattes d'une "variable" en particulier (on peut aussi l'ouvrir avec le bloc note).

[Noda]

Selon les dires du constructeur, le FPGA inclus dans le DS-X serait capable d'etre reprogrammé en proco ARM clocké à 300Mhz? info, intox ou vous allez tous vous ruer pr en acheter un?

[Pitt]

Envoyé par RefiX

Il y a un fichier .jed qui est un fichier jedec , il sert à programmer le circuit en indiquant quels fils "relier" à l'intérieur. (d'ailleur tu peux ouvrir ce fichier avec le bloc note pour voir sa structure)

On trouve aussi un fichier .ucf ( User Constraints File ) qui permet de forcer l'assignation des pattes d'une "variable" en particulier (on peut aussi l'ouvrir avec le bloc note).

OK, donc c'est destiné à la phase de programmation du FPGA.
Merci !

@ Noda >>

[thoduv]

Pitt, Refix, c'était serieux votre idée de CG..?

[Pitt]

Pourquoi pas, mais je peux pas avant le 10. Tu serais intéressé aussi ?