TinyFPGA BX FPGA Board

Der TinyFPGA BX bringt die Leistungsfähigkeit und Flexibilität von kundenspezifischen digitalen Logikdesigns in die Maker Community. Mit dem BX-Modul können Sie Ihre eigenen digitalen Logikschaltungen in einem winzigen Formfaktor entwerfen und implementieren, der sich perfekt für Breadboards, kleinen Bauraum oder benutzerdefinierte PCBs eignet.

Diese unglaubliche Leistung ermöglicht Ihnen Dinge, die mit herkömmlichen Mikrocontrollern nicht möglich sind. Während Mikrocontroller-Boards einen festen Satz von Peripheriegeräten auf der Platine haben, können die TinyFPGA BX-Module genau die Peripheriegeräte implementieren, die für die Ausführung der Aufgabe erforderlich sind. Es ist kein Software-Bit-Banging, sondern die eigentliche Implementierung in digitaler Logik. Wenn das nächste Projekt andere Anforderungen stellt, programmieren Sie den TinyFPGA BX mit einem neuen, für die Aufgabe geeigneten Design um.

Das volle Potenzial programmierbarer Logikbausteine ermöglicht noch ehrgeizigere Projekte als kundenspezifische Mikrocontroller-Peripheriegeräte: Erweitern Sie einen Retro-Computer mit neuen Fähigkeiten, bauen Sie einen 8-Bit-Computer aus der Geschichte nach oder entwerfen Sie Ihren eigenen.

Wenn Sie nicht wissen, was die große Sache mit der benutzerdefinierten digitalen Logik ist, dann ist hier eine großartige Möglichkeit, um zu lernen. Stellen Sie einen TinyFPGA BX auf ein Breadboard und machen Sie sich an die Arbeit, indem Sie ihn mit LEDs, Schaltern, Drehgebern und anderen Peripheriegeräten, Sensoren oder Schnittstellen verbinden, die Sie vielleicht ausprobieren möchten. Die niedrigen Kosten des BX und das Open-Source-Ökosystem machen dies zu einer ausgezeichneten Möglichkeit, ein neues Abenteuer mit digitaler Logik zu beginnen.

Ob Sie ein Hobbyist sind, der seine Fähigkeiten erweitern möchte, ein professioneller Prototyp eines neuen Produkts oder ein Student, der die Grundlagen des digitalen Designs erlernt, der TinyFPGA BX kann Ihnen auf Ihrem Weg helfen.

Wer braucht es und warum?

Hatten Sie schon einmal den Wunsch, ein FPGA in einem Projekt zu verwenden, aber die verfügbaren Boards waren zu groß oder zu teuer? Sind Sie neu bei FPGAs und wollen lernen, wie man sie benutzt? Sie möchten ein FPGA auf einer Leiterplatte einsetzen, die Sie entwerfen, aber sich keine Gedanken über die Stromversorgung, die Taktung, den Konfigurationsflash oder schwierige oberflächenmontierbare Gehäuse machen wollen? Wenn Sie eine dieser Fragen mit "Ja" beantwortet haben, dann kann der TinyFPGA BX helfen!

Der TinyFPGA BX ist für Maker und Hobbybastler konzipiert. Er gibt Ihnen die Kontrolle, indem er sich um die Details der FPGA-Unterstützung kümmert und diese für Sie erledigt. Es bietet eine einfach zu verwendende Komponente für Ihre Projekte. Sie ist klein genug, um bequem auf ein Breadboard zu passen. Sobald Sie bereit sind, können Sie eine benutzerdefinierte Leiterplatte mit einem TinyFPGA BX-Modul entwerfen.

Das TinyFPGA BX-Modul ist eine vollständig offene Hardware und Open Source. Sie können sich jederzeit entscheiden, das Design für Ihre eigenen Kreationen wiederzuverwenden oder anzupassen.

Beschreibung

Der TinyFPGA BX ist ein kleines FPGA-Modul, bei dem alle Komponenten und Schaltungen, die für die Funktion des FPGAs erforderlich sind, bereits onboard sind. Für die Entwicklung des Boards erstellen Sie ein Design in Ihrer bevorzugten digitalen Designsprache (Verilog/VHDL, Migen, und Meißel sind einige beliebte Optionen). Alternativ können Sie ein schematisches Eingabewerkzeug wie IceStudio verwenden. Mit einem Schaltplan-Eingabewerkzeug können Sie eine digitale Schaltung, die auf dem FPGA implementiert werden soll, grafisch zeichnen.

Sobald Sie ein Design haben, können Sie es über USB auf das TinyFPGA BX-Modul programmieren. Alle Funktionen, die Ihr Design implementiert, können nun über die IO-Pins des Moduls mit der Außenwelt verbunden werden.

Technische Daten

• Abmessungen: 30x18mm (1,2 x 0,7 Zoll)
• Programmierschnittstelle: USB 2.0 Full-Speed (12 MBit/s)
• Lattice ICE40LP8K FPGA
  • 7.680 4-Input Look-Up-Tables
  • 128 KBit Block RAM
  • >Phase Locked Loop
  • 41 Benutzer-IO-Pins
• 8 MBit SPI-Flash
• Onboard 3,3 V (300 mA) und 1,2 V (150 mA) LDO-Spannungsregler
• Low-Power 16 MHz MEMs Oszillator
  • 1,3 mA Stromverbrauch im aktiven Zustand
  • 50 ppm Stabilität

Features

Kleiner Form-Faktor ist Breadboard-freundlich

Es gibt auf beiden Seiten viel Platz für den Anschluss von Jumpern oder Komponenten. Es gibt kein kleineres FPGA-Board mit so vielen Logik-Ressourcen!

Open Source Bootloader

Vergessen Sie proprietäre und teure USB-Schnittstellen-Chips, der TinyFPGA BX implementiert seinen eigenen Open-Source-USB-Bootloader! Beim Einschalten wird der USB-Bootloader vom SPI-Flash geladen und aktiv. Er erscheint auf dem Host-Computer als ein virtuelles serielles Schnittstellengerät. Die Programmierer-Software erkennt das Board automatisch und verwendet die serielle Schnittstelle, um Ihr Design auf das Board zu programmieren. Sobald Ihr Design in den SPI-Flash geladen ist, bootet das Board neu und lädt Ihr Design ohne den Bootloader. Um Ihr Design zu aktualisieren, drücken Sie einfach den Reset-Knopf, und der Bootloader wird wieder aktiviert.

Der TinyFPGA-Bootloader hat Eigenschaften, die proprietäre Chips nicht haben. Zusätzlich zur Kostensenkung des Boards, enthält er auch Metadaten auf dem SPI-Flash in einem offenen JSON-Format. Diese Metadaten enthalten:

1. Eine eindeutige ID für jedes Board. Unabhängig davon, welche Bezeichnung der seriellen Schnittstelle Ihr Betriebssystem Ihrem Board zuweist, können Sie immer sicher sein, dass Sie das richtige programmieren.
2. Ein menschenlesbarer Name des Boards und des FPGA.
3. Informationen darüber, wo das Benutzerprogramm und die optionalen Benutzerdaten abgelegt werden sollen.
4. Eine Update-URL zum Abrufen von Bootloader-/Firmware-Updates.

Technische Einzelheiten und Quellcode finden Sie im TinyFPGA Bootloader GitHub-Repository.

Hochwertiger PCB-Entwurf

Der TinyFPGA BX verbessert das vorherige B2-Modell in jeder Hinsicht, und das PCB-Layout bildet da keine Ausnahme. Neben der nahezu verdoppelten Anzahl von Anwender-IOs bietet das neue PCB-Layout auch ein verbessertes PCB-Layout und eine verbesserte Leistungsversorgung:

1. Vier-Lagen-PCB mit dedizierten Masse- und Leistungsebenen
2. Sechs externe Masseanschlüsse (einschließlich des USB-Anschlusses)
3. Stabile Stromversorgung

Unterstützung der Open-Source-FPGA-Toolchain

Zusätzlich zu den kostenlosen Tools von Lattice für die Entwicklung mit den iCE40-FPGAs wird der TinyFPGA BX auch von der vollständig quelloffenen IceStorm FPGA Toolchain unterstützt.

Mit IceStorm konnten unglaubliche Tools wie IceStudio entwickelt werden. Wenn Sie neu in der Welt der digitalen Logik sind, IceStudio ist eine großartige Möglichkeit, mit FPGAs zu lernen und zu arbeiten.

Wenn die grafische Schaltplaneingabe nicht Ihr Ding ist, können Sie Ihren eigenen bevorzugten Texteditor verwenden oder das APIO-IDE-Projekt ausprobieren. Die APIO-IDE baut auf der PlaformIO-IDE auf und ist eine großartige Open-Source-Entwicklungsumgebung für FPGAs.