Microsemi DG0852 PolarFire FPGA Температура и волуменtagе сензор

Информации за производот: DG0852 Демо водич PolarFire FPGA
Температура и Voltagе сензор

Демо водич DG0852 PolarFire FPGA Температура и волуменtage Сензор е производ дизајниран да мери температура и волуменtagд. Производот е произведен од Microsemi, со седиште во Aliso Viejo, Калифорнија, САД.

Барања за дизајн

За производот да функционира адекватно, барањата за дизајн вклучуваат употреба на PolarFire FPGA Temperature and Voltage Сензор, кој е FPGA со мала потрошувачка на енергија и исплатлив.

Предуслови

За да го користите DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA Temperature and Voltage Сензор, треба да имате систем кој го поддржува софтверот Libero Design Flow, кој е одговорен за имплементација на дизајнот и симулациски тек.

Демо дизајн

Демо-дизајнот вклучува имплементација на температура и волуменtagСистем за мерење со помош на PolarFire FPGA Temperature and Voltage Сензор.

Имплементација на дизајн

Процесот на имплементација ги вклучува следните чекори:

• Synthesize – овој чекор вклучува конвертирање на барањата за дизајн во HDL формат што FPGA може да го разбере.
• Место и пат - овој чекор вклучува поставување на синтетизираните кола на чипот и рутирање на интерконекции.
• Потврдете го времето - овој чекор проверува дали се исполнети временските ограничувања на дизајнот.
• Генерирајте податоци од низа FPGA – овој чекор ги генерира податоците што ќе се вчитаат на FPGA.
• Генерирање битстрим – овој чекор го генерира битстримот што ќе се преземе на целниот FPGA уред.
• Стартувај ПРОГРАМА Акција – овој чекор го програмира уредот со битстрим.

Симулациски тек

Текот на симулацијата вклучува симулирање на дизајнот за да се осигура дека ги исполнува дизајнерските барања.

• Симулирање на дизајнот – овој чекор вклучува симулирање на дизајнот со користење на софтверот Libero Design Flow за да се осигура дека ги исполнува дизајнерските барања.

Упатство за употреба на производот

За да го користите DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA Температура и
Voltage Сензор, следете ги овие чекори:

1. Осигурете се дека вашиот систем го поддржува софтверот Libero Design Flow.
2. Преземете и инсталирајте го софтверот Libero Design Flow од Microsemi's webсајт.
3. Следете ги чекорите за имплементација на дизајнот наведени во упатството за употреба за да ја имплементирате вашата температура и волуменtage мерниот систем.
4. Симулирајте го дизајнот користејќи го софтверот Libero Design Flow за да се осигурате дека ги исполнува дизајнерските барања.
5. Програмирајте го уредот со битстрим користејќи го чекорот Run PROGRAM Action наведен во упатството за употреба.
6. Поврзете ја вашата температура и волуменtagсензори за PolarFire
   FPGA Температура и Voltage Сензор за започнување со мерење на температурата и јачината на звукотtage.

За понатамошна поддршка за производот или прашања, контактирајте со тимовите за продажба или за корисничка поддршка на Microsemi преку телефон или е-пошта, како што е наведено во упатството за употреба.

Седиште на Микросеми
One Enterprise, Алисо Виехо,
Калифорнија 92656 САД
Во рамките на САД: +1 800-713-4113
Надвор од САД: +1 949-380-6100 Продажба: +1 949-380-6136
Факс: +1 949-215-4996
Е-пошта: sales.support@microsemi.com www.microsemi.com
©2021 Microsemi, подружница во целосна сопственост на Microchip Technology Inc. Сите права се задржани. Microsemi и логото Microsemi се регистрирани заштитни знаци на Microsemi Corporation. Сите други трговски марки и услужни марки се сопственост на нивните соодветни сопственици.
Microsemi не дава никаква гаранција, претставување или гаранција во врска со информациите содржани овде или соодветноста на неговите производи и услуги за која било одредена цел, ниту пак Microsemi презема каква било одговорност што произлегува од примената или употребата на кој било производ или коло. Производите што се продаваат подолу и сите други производи што ги продава Microsemi биле предмет на ограничено тестирање и не треба да се користат заедно со опрема или апликации кои се критични за мисијата. Се верува дека сите спецификации за изведба се сигурни, но не се потврдени, а Купувачот мора да ги спроведе и заврши сите перформанси и други тестови на производите, сам и заедно со, или инсталиран во, кој било крајен производ. Купувачот нема да се потпира на какви било податоци и спецификации или параметри за перформанси обезбедени од Microsemi. Одговорност на Купувачот е самостојно да ја утврди соодветноста на кој било производ и истите да ги тестира и потврди. Информациите дадени од Microsemi подолу се дадени „како што е, каде што е“ и со сите грешки, а целиот ризик поврзан со таквите информации е целосно кај Купувачот. Microsemi не дава, експлицитно или имплицитно, на која било страна никакви патентни права, лиценци или други права на ИС, без разлика дали се однесуваат на самите тие информации или што било опишано со таквите информации. Информациите дадени во овој документ се сопственост на Microsemi, а Microsemi го задржува правото да прави какви било промени на информациите во овој документ или на сите производи и услуги во секое време без претходна најава.

За Микросеми
Microsemi, подружница во целосна сопственост на Microchip Technology Inc. (Nasdaq: MCHP), нуди сеопфатно портфолио на полупроводнички и системски решенија за воздушната и одбраната, комуникациите, центарот за податоци и индустриските пазари. Производите вклучуваат аналогни интегрирани кола со мешан сигнал со високи перформанси и стврднати со зрачење, FPGA, SoC и ASIC; производи за управување со енергија; уреди за тајминг и синхронизација и прецизни решенија за времето, поставувајќи ги светските стандарди за времето; уреди за обработка на глас; RF решенија; дискретни компоненти; претпријатија за складирање и комуникациски решенија, безбедносни технологии и скалабилни анти-тamper производи; Етернет решенија; ИЦ и средни распони со напојување преку етернет; како и можности и услуги прилагодено за дизајн. Дознајте повеќе на www.microsemi.com.

Историја на ревизии

Историјата на ревизии ги опишува промените што беа имплементирани во документот. Промените се наведени со ревизија, почнувајќи од најактуелната публикација.

Ревизија 3.0
Следното е резиме на промените направени во оваа ревизија.

• Додаден Додаток 2: Извршување на скриптата TCL, страница 15.
• Ажурирана Слика 2, страница 4.
• Ажурирана Слика 3, страница 5.

Ревизија 2.0
Следното е резиме на промените направени во оваа ревизија.

• Ажуриран документ за Libero SoC v12.2.
• Отстранетите референци на броевите на верзијата на Libero.

Ревизија 1.0
Првото објавување на овој документ.

PolarFire FPGA Температура и Voltagе сензор

Секој PolarFire уред е опремен со температура и волуменtage Сензор (TVS). ТВС известува за температурата и волуменот на матрицатаtage на шините за снабдување на уредот во дигитална форма до ткаенината FPGA.
TVS се имплементира со помош на 4-канален ADC и информациите за каналот се дадени на следниов начин:

• Канал 0 – 1 V волtagд снабдување
• Канал 1 – 1.8 V волtagд снабдување
• Канал 2 – 2.5 V волtagд снабдување
• Канал 3 - Температура на матрицата

TVS емитува 16-битна кодирана вредност што претставува voltage или температура и соодветниот број на канал. Температурата и волуменотtagинформациите се преведуваат во стандардна температура и волуменtage вредности. За повеќе информации, видете UG0753: PolarFire FPGA Security User Guide.
Оваа демонстрација ја нагласува карактеристиката TVS на PolarFire користејќи UART-базирана апликација (GUI). Демо-дизајнот континуирано ги пумпа податоците од ТВС каналите до UART, што се прикажува на GUI. Овој демо-дизајн исто така покажува како да се симулира функцијата TVS на уредот PolarFire.
Демо-дизајнот може да се програмира користејќи која било од следниве опции:

• Користење на работата file: За програмирање на уредот користејќи ја работата file обезбедени заедно со дизајнот files, видете Додаток 1: Програмирање на уредот со помош на FlashPro Express, страница 12.
• Користење на Libero SoC: За да го програмирате уредот користејќи Libero SoC, видете Libero Design Flow, страница 8. Користете ја оваа опција кога демо-дизајнот е изменет.

Барања за дизајн
Следната табела ги наведува барањата за хардвер и софтвер за овој демо дизајн.

Забелешка: Сликите на Libero SmartDesign и конфигурацискиот екран прикажани во ова упатство се само за илустрација. Отворете го дизајнот Libero за да ги видите најновите ажурирања.

Предуслови
Пред да започнете:

1. За демо дизајн fileлинк за преземање:
   http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=mpf_dg0852_df
2. Преземете и инсталирајте го Libero SoC (како што е наведено во webсајт за овој дизајн) на компјутерот домаќин од следната локација:
   https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc
   Најновите верзии на двигатели на ModelSim, Synplify Pro и FTDI се вклучени во инсталациониот пакет на Libero SoC.

Демо дизајн
Блок-дијаграмот на највисоко ниво на дизајнот на TVS е прикажан на следната слика. Сите четири канали на TVS се овозможени во дизајнот за следење на температурата на матрицата и волуменотtagшини. Логиката Fabric го доловува излезот на ТВС каналите и испраќа до UART IF преку CoreUART IP.

Графичкиот интерфејс ги прима ТВС вредностите според каналот и се декодира како што е опишано за да ги прикаже:
Температура на матрицата:
16-битната излезна вредност на температурните канали е претставена во Келвин и може да се декодира како што е наведено во следната табела. За прampле, излезната вредност на температурниот канал од 0x133B имплицира 307.56 Келвини.

Voltage:
Податоците присутни на излезите VALUE и CHANNEL се валидни само кога е наведен VALID излезот. Кога каналот е оневозможен со отфрлање на соодветниот влез за овозможување канал, тогаш податоците за каналот присутни на излезите не се валидни дури и ако е наведен VALID излезот. волtage канали 16-битната излезна вредност е претставена во миливолти (mV) и може да се декодира како што е наведено во следната табела. За прampле, волtagЕ-канали излезна вредност од 0x385E имплицира 1803.75 mV.

Имплементација на дизајн
На следната слика е прикажана имплементацијата на дизајнот на софтверот Libero SoC на демо-дизајнот на TVS.
Слика 2 • Демо дизајн на ТВС

Дизајнот на највисоко ниво ги вклучува следните компоненти:

• TVS_IP_0 макро
• Core_UART_0
• логика TVS_to_UART_0
• часовник_ген_0
• INIT_MONITOR_0 и PF_RESET_0

TVS_IP_0 макро
Следната слика го прикажува конфигураторот на интерфејсот TVS.GUI ја прикажува температурата на матрицата во степени Целзиусови со конвертирање на вредностите на Келвин. Целзиусова вредност = Келвинска вредност – 273.15

TVS_to_UART_0
Логиката TVS до UART ги доловува Температурата и волуменотtage вредности од макрото TVS и ги испраќа податоците до Core_UART_0.

часовник_ген_0
CCC е конфигуриран да генерира такт од 100 MHz.

Симулациски тек
Моделот за симулација TVS ги ажурира излезите на макрото TVS врз основа на упатствата за читање дадени во .mem file или .txt file. На file името мора да биде предадено на моделот за симулација за да се префрлат ТВС излезите. Параметарот што се користи за складирање на .mem file името се вика „TVS_MEMFILE“. Додадете ја следнава команда vsim за да го поминете file име. -gTVS_MEMFILE=”PATH_TO_FILE_RELATIVE_TO_SIMULATION_FOLDER”

МЕМ File Формат
Следниот формат на file е во шеснаесетник:

На .мем file го содржи времето на симулација проследено со дигиталните вредности (16-битни) на четирите ADC канали во тој временски пример. Потребна е вредност за каналот дури и ако не се користи. Вредноста може да биде 0. Симулацијата започнува со тоа што сите излези на каналот се 0. Шемата може да се повтори неколку пати во .mem file да рефлектира неколку вредности на излезите на каналот. Содржината на мем file е ограничен на 256 линии.

Симулирање на дизајнот
Проектот Libero вклучува тест-клупа за симулирање на блокот TVS. Тестната клупа ги доловува сите четири вредности на каналот TVS користејќи CoreUART IP. Дигиталните вредности за четирите канали се пренесуваат преку .mem file.

Поставки за симулација
Да го помине мем file за симулација, направете ги следните чекори:

1. Отворете ги поставките за проектот Libero SoC (Project > Project Settings).
2. Изберете Vsim команди под опциите за симулација. Внесете- gTVS_MEMFILE=”tvs_values.mem” во полето Дополнителни опции и потоа кликнете Зачувај.

А сample tvs_values.mem е обезбеден во папката за симулација. На .мем file мора да биде достапен во папката за симулација на проектот Libero. tvs_values.mem file го снима 16-битниот дигитален излез на блокот TVS во различни временски инстанци.

За да го симулирате дизајнот, извршете ги следниве чекори:

1. Во табулаторот Проток на дизајн, кликнете со десното копче Симулирај под Потврдете го дизајнот пред синтеза и потоа изберете Отвори интерактивно.
   Слика 5 • Дизајнерски тек-СимулирајКога ќе заврши симулацијата, се појавува прозорецот Wave како што е прикажано на следната слика. Бидејќи сите четири канали се овозможени, колото TVS ја издава вредноста на четирите канали во дадена временска точка на излезот VALUE заедно со бројот на каналот на излезот CHANNEL. Податоците присутни на излезите VALUE и CHANNEL се валидни само кога е наведен VALID излезот. Гледајте го следново од резултатите од симулацијата:
   • Откако каналот е овозможен за конверзија, на блокот TVS му требаат 390 микросекунди за да ја заврши конверзијата.
   • Секој канал има доцнење на конверзијата од 410 микросекунди.
   • Стапката на конверзија е еднаква на 1920 микросекунди, што е исто како и стапката на конверзија поставена во конфигураторот TVS.
   • ТВС блокот ги генерира излезните вредности врз основа на вредностите дадени во tvs_values.mem file.
     
2. Затворете го ModelSim Pro ME и проектот Libero.

Проток на Libero Design

Ова поглавје го опишува протокот на Libero дизајн на демо-дизајнот. Проектот на Libero ги вклучува следните чекори:

• Синтетизираат
• Место и рута
• Потврдете го тајмингот
• Генерирајте Bitstream
• Изврши ПРОГРАМА Акција
  Следната слика ги прикажува овие опции во јазичето Дизајн тек.

Слика 7 • Опции за проток на Libero DesignСинтетизираат
За да го синтетизирате дизајнот, извршете ги следниве чекори:

1. Од прозорецот Дизајн тек, кликнете двапати Синтеза.
   Кога синтезата е успешна, се појавува зелена ознака како што е прикажано на Слика 7, страница 8.
2. Десен-клик на Synthesize и изберете View Извештај до view синтезискиот извештај и дневникот files во картичката Извештаи.

Место и рута

1. Од прозорецот Дизајн тек, кликнете двапати Место и рута.
   Кога местото и рутата се успешни, се појавува зелена ознака како што е прикажано на Слика 7, страница 8.
2. Десен-клик на Место и рута и изберете View Извештај до view извештајот за местото и маршрутата и дневникот files во картичката Извештаи.

Искористување на ресурсите
Следната табела го наведува искористувањето на ресурсите на дизајнот по место и рута. Овие вредности може малку да се разликуваат за различни поставки, поставки и вредности на семето на Libero.

Потврдете го тајмингот
За да го потврдите времето, направете ги следниве чекори:

1. Од прозорецот Проток на дизајн, кликнете двапати на Verify Timing.
2. Кога дизајнот успешно ги исполнува барањата за тајмингот, се појавува зелена ознака како што е прикажано на Слика 7, страница 8.
3. Десен-клик на Verify Timing и изберете View Извештај до view извештајот за верификација на времето и дневникот files во картичката Извештаи.

Генерирајте податоци од низата FPGA
За да генерирате податоци од низата FPGA, кликнете двапати на Генерирање податоци од низа FPGA од прозорецот Проток на дизајнирање.
Зелената ознака за штиклирање се прикажува по успешното генерирање на податоците од низата FPGA како што е прикажано на Слика 7, страница 8.

Генерирајте Bitstream
За да генерирате битстрим, направете ги следниве чекори:

1. Кликнете двапати на Generate Bitstream од табулаторот Design Flow.
   Кога битстримот е успешно генериран, се појавува зелена ознака како што е прикажано на Слика 7, страница 8.
2. Десен-клик Generate Bitstream и изберете View Извештај до view соодветниот дневник file во табот Извештаи.

Изврши ПРОГРАМА Акција
По генерирањето на битстримот, уредот PolarFire мора да се програмира. За да го програмирате уредот PolarFire, направете ги следниве чекори:

1. Осигурете се дека следните поставки за Jumper се поставени на таблата.
2. Поврзете го кабелот за напојување со приклучокот J9 на плочката.
3. Поврзете го USB-кабелот од компјутерот домаќин на J5 (FTDI порта) на плочката.
4.  Вклучете ја плочката со помош на лизгачкиот прекинувач SW3.
5. Двоен клик на Изврши дејство на ПРОГРАМА од табулаторот Libero > Design Flow.
   Кога уредот е успешно програмиран, се појавува зелена ознака како што е прикажано на Слика 7, страница 8.

Вклучување на демо

Ова поглавје опишува како да инсталирате и користите графички кориснички интерфејс (GUI) за да ја извршите демонстрацијата на TVS. Демо апликацијата PolarFire TVS е едноставен GUI што работи на компјутерот домаќин за да комуницира со уредот PolarFire.
За да го инсталирате GUI, извршете ги следниве чекори:

1. Извлечете ја содржината на mpf_dg0852_df.rar file. Од папката mpf_dg0852_df\GUI\TVS_Monitor_GUI_Installer, кликнете двапати на setup.exe file.
2. Следете ги упатствата прикажани на волшебникот за инсталација.
   По успешната инсталација, TVS_Monitor_GUI се појавува на менито Start на работната површина на компјутерот домаќин.

За да ја извршите демонстрацијата на TVS, направете ги следниве чекори:

1. Од менито Start, кликнете TVS_Monitor_GUI за да ја стартувате апликацијата. Осигурете се дека плочата е поврзана и дека е избрана соодветната папка за дневници.
2. Кликнете Поврзи. При успешно поврзување, GUI ги прикажува температурата и јачината на звукотtage вредности. Дневник file се создава со време свamp во file име на локацијата на папката за евиденција.
   Стандардно, папката за евиденција укажува на „ПоддршкаFiles' папката во директориумот за инсталација. Корисникот може да ја измени локацијата на папката за евиденција пред да се поврзе со таблата.
   Забелешка: Осигурете се дека папката за евиденција не е локација со системско ограничување. Во овој случај, од корисникот се бара да го стартува GUI со администраторски привилегии (десен-клик и стартувај како администратор).
3. Горна граница, Долна граница и минималната варијација за логирање за секој од каналите може да се конфигурираат во setup.ini file. Вредностите на каналот се најавени во дневникот file ако има варијација што ги надминува наведените вредности „min var“ во поставувањето.ini file.
   На следната слика е прикажана стандардната температура и волуменtage вредности на каналот 0 (1.05 V). Границата одговара на вредностите на Канал 0. Слично, изберете ги другите канали и view нивните соодветни вредности и парцели.
   Слика 8 • Избор на COM Port и Connecting—Channel 0 Забелешка: GUI ги ажурира вредностите на TVS каналот со доцнењето внесено во полето Delay (ms).

Додаток 1: Програмирање на уредот со помош на FlashPro Express

Овој дел опишува како да го програмирате уредот PolarFire со програмирање .job file користејќи FlashPro Express. .работата file е достапен на следниот дизајн fileЛокација на папката:
mpf_dg0852_df\Programming_Job
За да го програмирате уредот, направете ги следниве чекори:

1. Уверете се дека поставките за скокач на таблата се исти како наведени во Табела 5, страница 10.
   Забелешка: Прекинувачот за напојување мора да се исклучи додека ги поврзувате скокачите. v
2. Поврзете го кабелот за напојување со приклучокот J9 на плочката.
3. Поврзете го USB-кабелот од компјутерот-домаќин на J5 (FTDI порта) на плочката.
4. Вклучете ја плочката со помош на лизгачкиот прекинувач SW3.
5. На компјутерот домаќин, стартувајте го софтверот FlashPro Express.
6. Кликнете New или изберете New Job Project од FlashPro Express Job од менито Project за да креирате нов проект за работа, како што е прикажано на следната слика.
7. Внесете го следново во прозорецот за дијалог New Job Project од FlashPro Express Job:
   • Работа за програмирање file: Кликнете на Прелистување, одете до локацијата каде што е .работа file се наоѓа и изберете го file. Стандардната локација е: \mpf_dg0852_df\Programming_Job.
   • FlashPro Express локација на проектот за работа: кликнете на Прелистување и одете до локацијата каде што сакате да го зачувате проектот.
     Слика 10 • Проект за нова работа од FlashPro Express Job
8. Кликнете на ОК. Потребното програмирање file е избрано и подготвено да се програмира во уредот.
9. Прозорецот FlashPro Express се појавува како што е прикажано на следната слика. Потврдете дека во полето Програмер се појавува програмерски број. Ако не, потврдете ги врските на таблата и кликнете Освежи/Рескнирај програмери.
   Слика 11 • Програмирање на уредот
10. Кликнете RUN за да го програмирате уредот. Кога уредот е успешно програмиран, се прикажува статус RUN PASSED како што е прикажано на следната слика. Видете Извршување на демо, страница 11 за да го извршите демото на TVS.
11. Затворете го FlashPro Express или во табулаторот Project, кликнете Exit.

Додаток 2: Извршување на скриптата TCL

TCL скриптите се дадени во дизајнот files папка под директориумот TCL_Scripts. Доколку е потребно, текот на дизајнот може да се репродуцира од имплементација на дизајн до создавање на работа file.
За да го стартувате TCL, следете ги чекорите подолу:

1. Стартувајте го софтверот Libero
2. Изберете Проект > Изврши скрипта….
3. Кликнете на Прелистување и изберете script.tcl од преземениот директориум TCL_Scripts.
4. Кликнете Изврши.
   По успешното извршување на скриптата TCL, проектот Libero се создава во директориумот TCL_Scripts.
   За повеќе информации за TCL скриптите, погледнете на mpf_dg0852_df/TCL_Scripts/readme.txt.
   За повеќе детали за TCL командите, погледнете во Libero® SoC TCL Command Reference Guide. Контактирајте со техничката поддршка за какви било прашања што се среќаваат при извршување на скриптата TCL

Документи / ресурси

Microsemi DG0852 PolarFire FPGA Температура и волуменtagе сензор [pdf] Упатство за корисникот DG0852 PolarFire FPGA Температура и волуменtage Сензор, DG0852, PolarFire FPGA температура и волуменtage Сензор, PolarFire FPGA, температура и волуменtage Sensor, Voltage Сензор, сензор

Референци

• Упатство за употреба