FPGA XC6SLX9 Spartan 6 V3 Mojo

¿Qué es el FPGA XC6SLX9 Spartan 6?

El FPGA XC6SLX9 Spartan 6 es un dispositivo compuesto por una serie de bloques lógicos(puertas, registros, memorias, flip/flops,etc) programables, por lo cual la interconexión entre estos bloques y su funcionalidad no viene predefinida sino que se puede programar y reprogramar.

El Mojo V3 FPGA utiliza la lógica optimizada Spartan 6 (LX9) y el alto rendimiento del procesador ATmega32U4. El ATmega32U4 viene con un bootloader USB (DFU) que le permitirá instalar futuras actualizaciones del firmware sin tener que comprar un programador. 

Una vez que la placa está encendida, el ATmega32U4 configura el FPGA desde la memoria flash. Después de que el FPGA se haya configurado correctamente, el ATmega32U4 entra en modo esclavo. Esto permite que sus diseños de FPGA hablen con el microcontrolador; dándole así acceso al puerto serie y a las entradas analógicas, otra ventaja de la misma es la compatibilidad de programación con IDE de Arduino.

La tarjeta de desarrollo FPGA MOJO V3 es la manera de más adecuada y sencilla de empezar tus desarrollos y proyectos con FPGA. A diferencia de los procesadores, los FPGA´s llevan a cabo diferentes operaciones de manera paralela, por lo que éstas no necesitan competir por los mismos recursos. Cada tarea de procesos independientes se asigna a una sección dedicada del chip, y puede ejecutarse de manera autónoma sin ser afectada por otros bloques de lógica. Como resultado, el rendimiento de una parte de la aplicación no se ve afectado cuando se agregan otros procesos.

La versión Mojo V3 presenta un puerto USB más robusto que el de la versión V2, algunos cambios estéticos y un microcontrolador actualizado con memoria adicional para agregar tu propio código. 

¿Qué tipo de memoria tiene el FPGA XC6SLX9 Spartan 6?

A diferencia de otras versiones en donde los FPGA su almacenamiento era en RAM lo que significaba que una vez que pierden energía pierden su configuración, esta versión de FPGA Sparta 6 incluye memoria flash para almacenar el archivo de configuración.

¿Qué es un FPGA?

Las FPGA´s (F ield P rogrammable G ate A rrays) son dispositivos que permiten crear circuitos digitales personalizados. Puede pensar en un FPGA como una pizarra en blanco. Por sí mismo, un FPGA no hace nada. Depende de usted (el diseñador) crear un archivo de configuración, a menudo llamado archivo de bits, para el FPGA. Una vez cargado, el FPGA se comportará como el circuito digital que diseñó.

Una de las razones por las FPGAs son tan impresionante el diseño del circuito no está establecido y se puede volver a configurar una FPGA tantas veces como se requiera.

Con un FPGA se puede crear el circuito real, por lo que depende de usted decidir a qué pines se conecta el puerto serie. Eso también significa que puede crear tantos puertos seriales como desee. Las únicas limitaciones que realmente tiene son la cantidad de pines físicos de E / S y el tamaño de la FPGA.

Una de las cosas muy interesantes sobre los FPGA es que mientras diseña el hardware, puede diseñar el hardware para que sea un procesador para el que luego puede escribir software. De hecho, las compañías que diseñan circuitos digitales, como Intel o nVidia, a menudo usan FPGA para crear prototipos de sus chips antes de crearlos.

Lenguajes de programación para FPGA

La FPGA posee celdas que se configuran con una función específica ya sea como multiplexor, memoria o como una función lógica, por lo que para programarla se debe definir la función lógica que se desea que realice. Esto se consigue mediante el uso de un lenguaje de programación, estos lenguajes son conocidos como HDL (lenguaje de descripción de hardware), de los cuales los más utilizados son:

• VHDL (Lenguaje para descripción y modelado de circuitos)
• Verilog – CADENCE Design Systems
• ABEL
• LUCID>>IDE Mojo>> Constraints

Comparación entre Microcontrolador y FPGA

A continuación se explicara brevemente las diferencias entre la tarjeta de adquisición FPGA y Arduino.

Primero, es importante entender que son  dispositivos muy diferentes. Con un microcontrolador, como un Arduino, el chip ya está diseñado para ti. Simplemente escriba algún software, generalmente en C o C ++, y compílelo en un archivo hexadecimal que cargue en el microcontrolador. El microcontrolador almacena el programa en la memoria flash y lo almacenará hasta que sea borrado o reemplazado. Con los microcontroladores, usted tiene control sobre el software.

Los FPGA son diferentes. Tú eres el que diseña el circuito. ¡No hay un procesador para ejecutar el software, al menos hasta que diseñe uno! Puede configurar un FPGA para que sea algo tan simple como una compuerta y, o algo tan complejo como un procesador multinúcleo. Para crear su diseño, se escribe alguna HDL ( H ardware D escripción L anguage). Los dos HDL más populares son Verilog y VHDL. Con los FPGA tiene control sobre el  hardware .

Al realizar el análisis y la comparación respectiva, se puede concluir que aparte de la velocidad de respuesta alta, la FPGA también ofrece una gran ventaja por su diseño abierto para realizar circuitos digitales.