FPGAdventures от Hackster: новое путешествие с видеокомплектом микрочипа PolarFire SoC

FPGAdventures от Hackster начинает новый этап своего пути: в серии 2 мы углубимся в новейшую плату разработки Microchip для ее SoC PolarFire — нового маломощного, но высокопроизводительного устройства, которое сочетает в себе возможности гибкой программируемой вентильной матрицы (FPGA) с квинтет процессорных ядер прикладного класса, построенных на основе бесплатной архитектуры набора команд RISC-V с открытым исходным кодом (ISA).

Видеокомплект PolarFire SoC построен, как следует из названия, на базе PolarFire SoC для проектов, связанных с видео, и поставляется в комплекте с парой сенсорных камер Sony с разрешением 4K, расположенных в подходящем положении для работы со стереовидео. Благодаря возможности расширения аппаратного обеспечения, двум портам Ethernet для связи и даже слоту PCI Express, может ли комплект PolarFire SoC Video Kit стать идеальным устройством для экспериментов с периферийным видео?

Конечно, PolarFire SoC Video Kit — не первая плата разработки Microchip, в которой используется это устройство. Эта честь достается набору Icicle Kit, разработанному как более универсальная платформа для экспериментов с SoC PolarFire, который был в центре нашей предыдущей серии FPGAdventures Series 1, которую вы можете прочитать полностью, начиная здесь.

Если поместить две платы рядом, сразу станет очевидным одно изменение: видеокомплект PolarFire SoC Video Kit значительно больше, чем его предшественник. На нижнем краю находится тот же четырехполосный слот PCI Express Gen. 2 и разъем mikroBUS для быстрого аппаратного расширения — но на этом сходство заканчивается. 40-контактный разъем ввода-вывода общего назначения (GPIO) комплекта Icicle Kit исчез, его заменил, возможно, более полезный разъем высокой плотности для мезонинной карты FPGA (FMC). Два порта Gigabit Ethernet присутствуют и работают правильно, хотя и сдвинуты к верхнему краю, но слот для полноразмерной SD-карты уменьшился при стирке и теперь вместо него является слотом для карты microSD.

Пожалуй, самое интересное изменение между двумя платами — это наличие не одного, а двух портов HDMI 2.0 — один вход, один выход. Icicle Kit, напротив, не имеет возможности подключения HDMI, что делает Video Kit более полезным для… ну, видео задач. Однако изюминкой новой платы является разъем высокой плотности на верхнем краю с возможностью подключения через последовательный интерфейс камеры MIPI (CSI), предназначенный для использования с прилагаемой дочерней платой, оснащенной двумя камерами Sony IMX334 с разрешением 4K, предназначенными для стереоизображения. задания.

Надо сказать, что эта дочерняя плата, скорее всего, будет выбором дизайна, который нравится или ненавидит. Это жесткая плата, которая аккуратно вставляется в разъем CSI так, чтобы датчики были обращены наружу, а это значит, что нет необходимости устанавливать подставку, чтобы они могли снимать что-либо, кроме потолка, — но это также означает, что вы не можете двигаться туда, куда они смотрят. без вращения всей макетной платы — непростая задача, учитывая ее впечатляющие размеры. Если вы используете порты Ethernet, вам также придется следить за тем, чтобы их кабели не попадали в поле зрения камер.

Сама SoC PolarFire также различается между двумя платами. В комплекте Icicle используется MPFS250T-FCVG484EES, а в видеокомплекте — MPFS250TS-1FCG1152I. Визуально это означает, что чип Video Kit заметно больше и имеет более мощный теплоотвод, чем у Icicle Kit; если бы вы отпаяли их и посмотрели снизу, вы бы увидели, что это связано с тем, что в наборе Icicle Kit используется чип Ball Grid Array (BGA) с 484 выводами, а в Video Kit используется чип с 1152 выводами. Внутри они одинаковы: предлагают 254 тыс. логических элементов с четырьмя входами, 784 математических блока, 16 линий SERDES с полосой пропускания 12,7 Гбит/с и четыре прикладных ядра RV64GC RISC-V, работающих на частоте 600 МГц. внутренние функции отображаются на главной плате.

Идея «FPGA для конкретного приложения» кажется смешной, и это определенно не то, что Microchip предлагает здесь: SoC PolarFire в Video Kit точно так же гибок и настраиваем, как и в Icicle Kit, и — отсутствуют такие функции платы, как несмотря на заголовок GPIO — все, что вы можете делать с Icicle Kit, вы также можете делать с Video Kit, который предлагает отличный способ начать работу, если у вас уже есть опыт работы с Icicle Kit.