ITEM Instituto de Tecnologia Emerson Martins MANUAL DO KIT FPGA-EE REV-01

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Iasmin de Sá Azambuja
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2 MANUAL DE UTILIZAÇÃO DO KIT FPGA EE03 Primeiramente o ITEM INSTITUTO DE TECNOLOGIA EMERSON MARTINS, em nome do professor Emerson Martins agradece pela aquisição e utilização de um de nossos produtos, produtos esses que tem como finalidade ajudar a difundir conhecimentos técnicos nas áreas de eletroeletrônica e programação para a inserção dos alunos, hobbistas e desenvolvedores nessas áreas tão importantes da tecnologia. Figura 1 O FPGA EE03 é um kit de desenvolvimento com alguns recursos já inclusos tais como displays de 7 segmentos, display de LCD, chaves com retenção, chaves sem retenção e leds de sinalização para que o desenvolvedor possa usufruir mais rapidamente do seu código economizando o tempo de montagem. O kit é baseado no modelo FPGA EP4CE6E22C8N da família ciclone IV que tem 6272 células configuráveis, dando usuário a tranquilidade de desenvolver circuitos de grande complexidade. O modelo de FPGA utilizado possui 144 pinos, sendo alguns já estão ligados aos periféricos tais como displays, leds e botões e os outros estão disponíveis para utilização nos conectores de expansão devidamente sinalizados pelos nomes dos pinos, os pinos que não fazem parte das categorias citadas anteriormente são utilizados para alimentação e gravação do kit, e já estão devidamente ligados à suas referências. Os pinos utilizados pelos displays, botões, leds e cristal já estão marcados na placa, ou seja, o usuário já tem essas informações disponíveis na própria placa a fim de ganhar tempo na identificação dos mesmos no momento do desenvolvimento do código. A alimentação do kit pode ser efetuada por uma fonte externa de valor MÁXIMO 5Vcc, o mesmo já vem de fábrica com cabo de ligação para alimentação pela porta USB de qualquer computador, ou carregador de celular desde que a tensão fornecida seja de no máximo 5Vcc. Caso o usuário alimente o kit com tensão maior que 5Vcc irá danificá-lo, incorrendo então em perda de garantia. EMERSON ELETRÔNICOS Página 2

3 DESCRIÇÃO DAS PARTES PRINCIPAIS DA PLACA Figura 2 Conforme figura 2 segue abaixo alguns itens importantes para a utilização do kit O cristal hibrido é um oscilador de quartzo que está ligado diretamente ao pino 23 do FPGA, dessa forma para execução de programas que utilizem clock este pino deve ser configurado como fonte de clock, o oscilador presente na figura 2 é de 50MHZ mas pode variar em função do lote de kits, portanto deve ser observado para o desenvolvimento dos códigos. Este modelo de FPGA, tal como a maioria dos modelos não possui memória eeprom ou memória flash interna, dessa forma, depois de gravado, sempre que o mesmo for desenergizado, o código será apagado da memória, sendo necessário regravá-lo. Assim foi adicionada uma memória serial flash externa modelo EPCS4 que armazenará o programa, e toda vez que o FPGA for energizado, o mesmo buscará o código na memória externa automaticamente e começará a executá-lo. No material fornecido juntamente com o kit, TUTORIAL PARA GRAVACAO DE MEMORIA EXTERNA (EPCS4) - EP4CE6 é apresentado como gravar a memória EPCS4. Este FPGA trabalha com alimentação de 3,3Vcc, o usuário deverá respeitar também essa tensão nos pinos utilizados como entradas, pois caso a tensão ultrapasse esse valor irá danificar o FPGA fazendo com que ocorra a PERDA DE GARANTIA DO KIT. O botão de RESET tem a função de reiniciar o código em execução toda vez que for pressionado. O conector de gravação JTAG é utilizado no momento da gravação, nele deve ser conectado o gravador da figura 3 fornecido com o kit. (no momento da gravação o kit deverá estar energizado e com o led Power aceso). EMERSON ELETRÔNICOS Página 3

Figura 3 Os conectores de saída (externos) de tensão (GND E 3V3), podem ser utilizados para alimentar outros circuitos com essa tensão, devendo ser respeitada a corrente total de 0.

4 Figura 3 Os conectores de saída (externos) de tensão (GND E 3V3), podem ser utilizados para alimentar outros circuitos com essa tensão, devendo ser respeitada a corrente total de 0.8A máxima do circuito, que é o limite de corrente do regulador de tensão, utilizado para alimentação do kit. Nos conectores de expansão sinalizados por P + o número do pino, são ligadas as saídas e entradas para o funcionamento dos códigos e devem ser respeitadas as seguintes limitações. o Pinos utilizados como entradas máximo de 3,3Vcc de tensão. o Pinos utilizados como saídas máximo de 20mA de corrente em cada pino. PRIMEIRA ENERGIZAÇÃO O material com o nome TUTORIAL PARA CRIAR UM PROJETO NO QUATUS II (CYCLONE IV) fornecido com o kit apresenta além de criar um projeto também como gravá-lo, as regras de criação são as mesmas para todos os dispositivos, no momento da escolha do fpga é só escolher o modelo EP4CE6E22C8N. O KIT vem de fábrica com um código que mostra a mensagem EMERSON ELETRÔNICOS no display de lcd, no momento da energização, o hardware que está montado na placa segue a identificação da figura 4. Figura 4 EMERSON ELETRÔNICOS Página 4

5 Entre os arquivos fornecidos com o DVD, existe uma pasta chamada CÓDIGOS TESTE FPGA EE03 que possui uns códigos para teste do kit. Exemplo 2 para teste dos leds do kit, com o código contador led, o kit apresentará ciclicamente em binário os números de 0 à 255 nos leds quando gravado no fpga, e obedece o esquema elétrico da figura 5. *dicas de gravação. Se for gravado o arquivo com extensão (.sof) o mesmo será gravado na memória do fpga, sendo apagado toda vez que for desligado (desenergizado). Se for gravado o arquivo (.jic), o mesmo será gravado na memória flash e toda vez que o fpga for energizado ele buscará o código na memória externa. O material TUTORIAL PARA GRAVACAO DE MEMORIA EXTERNA (EPCS4) - EP4CE6 mostra como criar arquivos.jic depois de criado o código a ser gravado. Figura 5 Exemplo 3 para teste do kit. O código MENSAGEM_0123 quando gravado no fpga mostrará os números 0123 nos displays de 7 segmentos conforme o hardware da figura 6. Figura 6 EMERSON ELETRÔNICOS Página 5

6 Exemplo 4 para teste do kit. O código com nome PISCA_PISCA, fará com que os leds pisquem em conjunto ciclicamente, e o hardware utilizado é o mesmo do exemplo 2 para teste dos leds. Exemplo 5 para teste do kit. O código com o nome TESTE_DIP_SWITCH mostrará nos leds do kit a situação da chave SW1 (de 1 à 8), ou seja, quando qualquer uma estiver ligada, os leds respectivos estarão ligados também e vice-versa, o hardware montado no kit é apresentado na figura 7. Figura 7 Exemplo 6 para teste do kit. O código com o nome TESTE_CHAVES_PULSO mostrará nos leds do kit a situação das chaves de pulso SP1 E SP2. As duas são ativadas em nível lógico baixo, dessa forma quando gravado o código e SP1 e SP2 estiverem liberadas, acenderão os leds dos pinos 133 e 144, se SP1 for pressionada, apaga led do pino 144 e quando SP2 for pressionada apaga o led do pino 133. O hardware é mostrado na figura 8. Figura 8 EMERSON ELETRÔNICOS Página 6

7 TERMO DE GARANTIA Os produtos da EMERSON ELETRÔNICOS possuem 1 ano de garantia a partir da data de aquisição, as condições de utilização devem ser atendidas para que o produto não perca a garantia. A garantia de fabrica envolve apenas defeitos detectados de fabricação, estando isentas de garantias as condições descritas a seguir. Os kit perdem a garantia nos seguintes casos: Detectado infiltração de líquido de qualquer natureza. Detectado defeitos ocasionados por quedas, ou por objetos que possa ter caído sobre o mesmo. Defeitos em cabos de alimentação ou gravação ocasionados por torção ou tensão mecânica acima do permitido. Alimentação do kit em tensão elétrica acima do permitido para o equipamento. Quando excedido a tensão de alimentação de entradas ou corrente máxima de saídas dos pinos dos circuitos integrados e componentes eletrônicos em geral. Defeitos ocasionados por erros de utilização, tais como curto circuitos provocados por ligações erradas. Defeitos ocasionados por armazenamento em condições inadequadas. Utilização do equipamento para fins diferentes do que foi projetado. Abertura e tentativa de conserto do produto por pessoa não autorizada pela EMERSON ELETRÔNICOS. Os CPLDs, FPGAs, MICROCONTROLADORES e CIRCUITOS INTEGRADOS NÃO são cobertos pela garantia por não serem de fabricação da EMERSON ELETRÔNICOS e por não receber garantia de seus fabricantes, além de serem sensíveis a estática e erros de ligação. Em caso de envio para conserto em garantia, o custo de envio e retorno será por conta do cliente e NÃO da Emerson Eletrônicos, salvo acordo expressamente autorizado. Para quer esclarecimento sobre utilização consulte sempre nossa equipe pelo site: Ou pelo contato@professoremersonmartins.com.br EMERSON ELETRÔNICOS Página 7

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