BeagleBone e Raspberry Pi ganham complementos FPGA

No Maker Faire na cidade de Nova York, ValentFX mostrou duas placas FPGA de código aberto que combinam com BeagleBone e Raspberry Pi SBCs, e também revelou BBot, um robô que serve bebidas baseado em BeagleBone construído com uma versão anterior da placa FPGA. As placas complementares FPGA usam FPGAs Xilinx Spartan 6 LX9, oferecem expansão Arduino e PMOD e são compatíveis com código Linux de código aberto para os dois SBCs ARM.

Na Maker Faire do ano passado em Nova York, A ValentFX revelou sua primeira placa Logi, a então alfa-stage Logi-Mark1, que apresenta expansão de escudo Arduino e suporta integração com os SBCs BeagleBone e Raspberry Pi. No último fim de semana no Maker Faire New York 2013, a empresa exibiu o Mark1 totalmente pronto e lançou duas placas de última geração:Logi-Bone para BeagleBone Black e Logi-Pi para Raspberry Pi. A ValentFX também apresentou seu design de referência de robô BBot, com base no Logi-Mark1 (veja mais adiante).

Nenhum dos painéis ainda está disponível para vendas ao consumidor, mas esquemas, manuais e códigos para os projetos ainda em desenvolvimento foram postados. No Faire, o fundador da ValentFX, Michael Jones, disse à LinuxGizmos que eles estão conversando com distribuidores e considerando lançar uma campanha Kickstarter em alguns meses.

O código-fonte aberto foi postado para o patch Logi-Kernel Linux e o programa Logi Loader Linux que se comunica a partir das placas BeagleBone e Pi e das placas Logi. Há também um programa appstore otimizado de forma semelhante para cada ARM SBC, permitindo fácil download de aplicativos. Além disso, o código HDL (linguagem de descrição de hardware) para o FPGA Xilinx Spartan 6 LX9 foi disponibilizado, junto com tutoriais de introdução à programação HDL.

A família Spartan-6 está na extremidade inferior da família Xilinx de matrizes de portas programáveis ​​em campo (FPGAs). Em contraste, o próprio sistema em chip híbrido ARM / FPGA Zynq da Xilinx, que apareceu em vários módulos e placas prontos para Linux, como o Parallella e o ZedBoard da Avnet, usa o Artix-7 mais poderoso. O Zynq também fornece processadores ARM Cortex-A9 de núcleo duplo e, como o Altera Cyclone V baseado em Cortex-A9, encontrado no Kit de desenvolvimento Sockit da Arrow, oferece uma interconexão AXI4 de alta velocidade entre os subsistemas ARM e FPGA.

Jones admite que as conexões GPMC e I2C entre as placas Logi e suas contrapartes ARM são muito mais lentas. Além disso, as placas ARM compatíveis oferecem processadores Cortex-A8 mais lentos com 1GHz Cortex-A8 TI Sitara AM3359 SoC no BeagleBone Black e processador ARM11 Broadcom BCM2835 700MHz no Raspberry Pi. O Logi-Bone também pode ser conectado ao BeagleBone White original, mas não é otimizado para isso.

Embora o Zynq permita algum controle do Linux do FPGA, e de uma maneira muito mais fácil do que hackear FPGAs via HDL, é muito mais difícil de desenvolver do que as placas Logi, afirma Jones. Embora o preço ainda não tenha sido anunciado, as placas Logi também serão menos caras do que as placas baseadas em Zynq, diz ele, especialmente se você já possui um BeagleBone ou Raspberry Pi.

Os aplicativos já desenvolvidos por ValentFX incluem um minerador de bitcoin, um aplicativo de visão de máquina e veículos autônomos e controladores de robótica. Outra aplicação potencial é SDR (rádio definido por software), diz Jones.

Os drivers são fornecidos para programação e comunicação com o FPGA a partir do ambiente ARM Linux. Diz-se que APIs e Wrappers fornecem acesso fácil aos periféricos de hardware personalizados do FPGA usando o barramento wishbone. Os desenvolvedores podem usar C / C ++, bem como Python.

O Logi-Bone e o Logi-Pi são muito semelhantes, com ambos os modelos com 256 MB de RAM. A principal diferença está no código otimizado para placa e nas interconexões com o subsistema FPGA. Ambos usam sinais I2C e SPI para se comunicarem entre as placas, mas o Logi-Bone também depende muito do GPMC. Em vez disso, o Logi-Pi oferece conexões UART e GPIO / PRGM adicionais.



Os Shields do Arduino podem ser conectados por meio da interface comum do Arduino x1, considerada compatível com mais de 200 Shields compatíveis com o Arduino Due. É fornecida uma opção para compartilhar alguns dos sinais usados ​​para interconectar os sistemas FPGA e ARM diretamente com o cabeçalho Arduino.

Além disso, até 59 periféricos compatíveis com PMOD podem ser conectados por meio de quatro portas de expansão Digilant PMOD. A ValentFX já projetou dois módulos compatíveis com PMOD otimizados para o dispositivo:um Logi-Cam e um Logi-Edu.

Os monitores são suportados por 10 pares LVDS de comprimento ajustado e o armazenamento é controlado por uma porta SATA. Botões de pressão e interruptores DIP também são fornecidos. Alguns sinais de E / S de 32 FPGA são acessíveis por meio das portas de expansão Arduino e PMOD.

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