Microsemi DG0852 PolarFire FPGA Temperatura in voltage Senzor

Informacije o izdelku: DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA
Temperatura in voltage Senzor

Predstavitveni vodnik DG0852 PolarFire FPGA Temperature and Voltage Sensor je izdelek, zasnovan za merjenje temperature in voltage. Izdelek proizvaja Microsemi s sedežem v Aliso Viejo, Kalifornija, ZDA.

Zahteve za oblikovanje

Da bi izdelek deloval ustrezno, konstrukcijske zahteve vključujejo uporabo PolarFire FPGA Temperature in Voltage Senzor, ki je nizkoenergijska in stroškovno učinkovita FPGA.

Predpogoji

Za uporabo DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA Temperature and Voltage Sensor, morate imeti sistem, ki podpira programsko opremo Libero Design Flow, ki je odgovorna za izvedbo načrtovanja in potek simulacije.

Demo Design

Demo zasnova vključuje implementacijo temperature in voltage merilni sistem z uporabo PolarFire FPGA Temperature and Voltage Senzor.

Izvedba načrta

Postopek izvajanja vključuje naslednje korake:

• Sintetiziraj – ta korak vključuje pretvorbo konstrukcijskih zahtev v format HDL, ki ga FPGA razume.
• Namestitev in usmeritev – ta korak vključuje postavitev sintetiziranih vezij na čip in usmerjanje medsebojnih povezav.
• Preverite časovno razporeditev – ta korak preveri, ali so izpolnjene časovne omejitve zasnove.
• Generate FPGA Array Data – ta korak ustvari podatke, ki bodo naloženi v FPGA.
• Ustvari bitni tok – ta korak ustvari bitni tok, ki bo prenesen v ciljno napravo FPGA.
• Zaženite PROGRAM Action – ta korak programira napravo z bitnim tokom.

Simulacijski tok

Simulacijski tok vključuje simulacijo načrta, da se zagotovi, da izpolnjuje zahteve načrta.

• Simulacija zasnove – ta korak vključuje simulacijo zasnove z uporabo programske opreme Libero Design Flow, da se zagotovi, da izpolnjuje zahteve za zasnovo.

Navodila za uporabo izdelka

Za uporabo DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA Temperature in
voltage senzor, sledite tem korakom:

1. Prepričajte se, da vaš sistem podpira programsko opremo Libero Design Flow.
2. Prenesite in namestite programsko opremo Libero Design Flow podjetja Microsemi webmesto.
3. Sledite korakom izvedbe načrta, opisanim v uporabniškem priročniku, da implementirate svojo temperaturo in voltage merilni sistem.
4. Simulirajte zasnovo s programsko opremo Libero Design Flow, da zagotovite, da izpolnjuje zahteve za zasnovo.
5. Programirajte napravo z bitnim tokom s korakom Run PROGRAM Action, opisanim v uporabniškem priročniku.
6. Povežite temperaturo in voltage senzorje na PolarFire
   Temperatura FPGA in voltage Senzor za začetek merjenja temperature in voltage.

Za nadaljnjo podporo ali poizvedbe o izdelku se obrnite na prodajno skupino Microsemi ali skupino za podporo strankam po telefonu ali e-pošti, kot je navedeno v uporabniškem priročniku.

Sedež Microsemi
One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 ZDA
V ZDA: +1 800-713-4113
Zunaj ZDA: +1 949-380-6100 Prodaja: +1 949-380-6136
faks: +1 949-215-4996
E-pošta: sales.support@microsemi.com www.microsemi.com
©2021 Microsemi, hčerinsko podjetje v XNUMX-odstotni lasti podjetja Microchip Technology Inc. Vse pravice pridržane. Microsemi in logotip Microsemi sta registrirani blagovni znamki podjetja Microsemi Corporation. Vse druge blagovne in storitvene znamke so last njihovih lastnikov.
Microsemi ne daje nobenega jamstva, zastopanja ali jamstva v zvezi z informacijami, ki jih vsebuje, ali primernostjo svojih izdelkov in storitev za kateri koli poseben namen, niti Microsemi ne prevzema kakršne koli odgovornosti, ki izhaja iz uporabe ali uporabe katerega koli izdelka ali vezja. Izdelki, ki se prodajajo po tej pogodbi, in vsi drugi izdelki, ki jih prodaja Microsemi, so bili predmet omejenega testiranja in se ne smejo uporabljati v povezavi s ključno opremo ali aplikacijami. Za vse specifikacije zmogljivosti velja, da so zanesljive, vendar niso preverjene, kupec pa mora izvesti in dokončati vsa testiranja zmogljivosti in druga testiranja izdelkov, samih in skupaj s kakršnimi koli končnimi izdelki ali vgrajenimi v njih. Kupec se ne zanaša na nobene podatke in specifikacije delovanja ali parametre, ki jih zagotavlja Microsemi. Kupec je odgovoren za samostojno ugotavljanje primernosti katerega koli izdelka ter njegovo testiranje in preverjanje. Informacije, ki jih Microsemi posreduje v nadaljevanju, so na voljo "kot so, kje so" in z vsemi napakami, celotno tveganje, povezano s takšnimi informacijami, pa je v celoti na strani kupca. Microsemi ne podeljuje, eksplicitno ali implicitno, nobeni stranki nobenih patentnih pravic, licenc ali kakršnih koli drugih pravic intelektualne lastnine, ne glede na take informacije same ali karkoli, kar je opisano v teh informacijah. Informacije v tem dokumentu so last Microsemi, Microsemi pa si pridržuje pravico, da kadar koli brez predhodnega obvestila spremeni podatke v tem dokumentu ali kateri koli izdelek in storitev.

O Microsemiju
Microsemi, hčerinsko podjetje v XNUMX-odstotni lasti podjetja Microchip Technology Inc. (Nasdaq: MCHP), ponuja obsežen portfelj polprevodniških in sistemskih rešitev za vesoljsko in obrambo, komunikacije, podatkovne centre in industrijske trge. Izdelki vključujejo visoko zmogljiva in sevalno utrjena analogna integrirana vezja z mešanimi signali, FPGA, SoC in ASIC; izdelki za upravljanje porabe; naprave za merjenje časa in sinhronizacije ter natančne časovne rešitve, ki postavljajo svetovni standard za čas; naprave za obdelavo glasu; RF rešitve; diskretne komponente; poslovne rešitve za shranjevanje in komunikacijo, varnostne tehnologije in razširljive anti-tamper izdelki; Ethernet rešitve; Power-over-Ethernet IC in srednji razponi; kot tudi zmogljivosti in storitve oblikovanja po meri. Več o tem na www.microsemi.com.

Zgodovina revizij

Zgodovina revizij opisuje spremembe, ki so bile izvedene v dokumentu. Spremembe so navedene po reviziji, začenši z najnovejšo objavo.

Revizija 3.0
Sledi povzetek sprememb v tej reviziji.

• Dodan dodatek 2: Izvajanje skripta TCL, stran 15.
• Posodobljena slika 2, stran 4.
• Posodobljena slika 3, stran 5.

Revizija 2.0
Sledi povzetek sprememb v tej reviziji.

• Posodobljen dokument za Libero SoC v12.2.
• Odstranjena sklicevanja na številke različic Libero.

Revizija 1.0
Prva objava tega dokumenta.

PolarFire FPGA temperatura in voltage Senzor

Vsaka naprava PolarFire je opremljena s temperaturo in voltage Senzor (TVS). TVS poroča o temperaturi die in voltage dovodnih tirnic naprav v digitalni obliki v strukturo FPGA.
TVS se izvaja s 4-kanalnim ADC, informacije o kanalu pa so podane na naslednji način:

• Kanal 0 – 1 V voltage oskrba
• Kanal 1 – 1.8 V voltage oskrba
• Kanal 2 – 2.5 V voltage oskrba
• Kanal 3 – Temperatura matrice

TVS odda 16-bitno kodirano vrednost, ki predstavlja voltage ali temperaturo in ustrezno številko kanala. Temperatura in voltagInformacije so prevedene v standardno temperaturo in voltage vrednote. Za več informacij glejte UG0753: Varnostni uporabniški priročnik PolarFire FPGA.
Ta predstavitev poudarja funkcijo TVS PolarFire z uporabo aplikacije (GUI), ki temelji na UART. Demo zasnova nenehno črpa podatke iz kanalov TVS v UART, ki je prikazan na GUI. Ta demo zasnova tudi prikazuje, kako simulirati funkcijo TVS naprave PolarFire.
Demo dizajn je mogoče programirati s katero koli od naslednjih možnosti:

• Uporaba službe file: Za programiranje naprave z uporabo opravila file priložen skupaj z zasnovo files, glejte Dodatek 1: Programiranje naprave s programom FlashPro Express, stran 12.
• Uporaba Libero SoC: Če želite programirati napravo z uporabo Libero SoC, glejte Libero Design Flow, stran 8. To možnost uporabite, ko je demo dizajn spremenjen.

Zahteve za oblikovanje
Naslednja tabela navaja zahteve glede strojne in programske opreme za to predstavitveno zasnovo.

Opomba: Posnetki zaslona Libero SmartDesign in konfiguracije, prikazani v tem priročniku, so samo za ilustracijo. Odprite dizajn Libero in si oglejte najnovejše posodobitve.

Predpogoji
Preden začnete:

1. Za demo dizajn files povezava za prenos:
   http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=mpf_dg0852_df
2. Prenesite in namestite Libero SoC (kot je navedeno v webmesto za ta dizajn) na gostiteljskem računalniku z naslednje lokacije:
   https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc
   Najnovejše različice gonilnikov ModelSim, Synplify Pro in FTDI so vključene v namestitveni paket Libero SoC.

Demo Design
Blokovni diagram najvišje ravni zasnove TVS je prikazan na naslednji sliki. Vsi štirje kanali TVS so v zasnovi omogočeni za spremljanje temperature matrice in voltage tirnice. Logika Fabric zajame izhod kanalov TVS in jih pošlje UART IF prek CoreUART IP.

GUI prejme vrednosti TVS po kanalih in jih dekodira, kot je opisano, da jih prikaže:
Temperatura matrice:
16-bitna izhodna vrednost temperaturnih kanalov je predstavljena v Kelvinih in jo je mogoče dekodirati, kot je navedeno v naslednji tabeli. Na primerample, izhodna vrednost temperaturnega kanala 0x133B pomeni 307.56 Kelvina.

voltage:
Podatki, ki so prisotni na izhodih VALUE in CHANNEL, so veljavni le, če je uveljavljen izhod VALID. Ko je kanal onemogočen z razveljavitvijo ustreznega vhoda za omogočanje kanala, potem podatki kanala, ki so prisotni na izhodih, niso veljavni, tudi če je uveljavljen izhod VALID. Voltag16-bitna izhodna vrednost kanalov je predstavljena v milivoltih (mV) in jo je mogoče dekodirati, kot je navedeno v naslednji tabeli. Na primerample, voltagIzhodna vrednost e kanalov 0x385E pomeni 1803.75 mV.

Izvedba načrta
Naslednja slika prikazuje izvedbo zasnove programske opreme Libero SoC demo zasnove TVS.
Slika 2 • TVS Demo Design

Zasnova najvišje ravni vključuje naslednje komponente:

• Makro TVS_IP_0
• Core_UART_0
• TVS_to_UART_0 logika
• clock_gen_0
• INIT_MONITOR_0 in PF_RESET_0

Makro TVS_IP_0
Naslednja slika prikazuje konfigurator vmesnika TVS.GUI prikaže temperaturo matrice v stopinjah Celzija s pretvorbo Kelvinovih vrednosti. Celzijeva vrednost = Kelvinova vrednost – 273.15

TVS_to_UART_0
Logika TVS v UART zajame temperaturo in voltage vrednosti iz makra TVS in pošlje podatke v Core_UART_0.

clock_gen_0
CCC je konfiguriran za ustvarjanje 100 MHz ure.

Simulacijski tok
Simulacijski model TVS posodobi izhode makra TVS na podlagi navodil za branje v datoteki .mem file ali .txt file. The file ime mora biti posredovano simulacijskemu modelu, da se izhodi TVS preklapljajo. Parameter za shranjevanje datoteke .mem file ime se imenuje “TVS_MEMFILE”. Dodajte naslednji ukaz vsim, da posredujete file ime. -gTVS_MEMFILE=”PATH_DO_FILE_RELATIVE_TO_SIMULATION_FOLDER”

MEM File Oblika
Naslednja oblika zapisa file je v šestnajstih:

.mem file vsebuje čas simulacije, ki mu sledijo digitalne vrednosti (16-bitne) štirih kanalov ADC v tem časovnem primeru. Za kanal je potrebna vrednost, tudi če se ne uporablja. Vrednost je lahko 0. Simulacija se začne tako, da so vsi izhodi kanala 0. Vzorec se lahko večkrat ponovi v .mem file za prikaz več vrednosti izhodov kanala. Vsebina mem file je omejen na 256 vrstic.

Simulacija zasnove
Projekt Libero vključuje testno napravo za simulacijo bloka TVS. Testna naprava zajame vse štiri vrednosti kanala TVS z uporabo CoreUART IP. Digitalne vrednosti za štiri kanale se posredujejo prek .mem file.

Nastavitve simulacije
Da prenese mem file za simulacijo izvedite naslednje korake:

1. Odprite nastavitve projekta Libero SoC (Projekt > Nastavitve projekta).
2. Izberite ukaze Vsim pod možnostmi simulacije. Vnesite - gTVS_MEMFILE=”tvs_values.mem” v polju Dodatne možnosti in nato kliknite Shrani.

A sampdatoteka tvs_values.mem je na voljo v mapi simulacije. .mem file mora biti na voljo v simulacijski mapi projekta Libero. tvs_values.mem file zajame 16-bitni digitalni izhod bloka TVS v različnih časovnih instancah.

Za simulacijo zasnove izvedite naslednje korake:

1. Na zavihku Design Flow z desno miškino tipko kliknite Simulate pod Verify Pre-Synthesis Design in nato izberite Open Interactively.
   Slika 5 • Potek načrtovanja—SimulacijaKo je simulacija končana, se prikaže okno Wave, kot je prikazano na naslednji sliki. Ker so vsi štirje kanali omogočeni, vezje TVS oddaja vrednost štirih kanalov v danem trenutku na izhodu VALUE skupaj s številko kanala na izhodu CHANNEL. Podatki, ki so prisotni na izhodih VALUE in CHANNEL, so veljavni le, če je uveljavljen izhod VALID. Iz rezultatov simulacije upoštevajte naslednje:
   • Ko je kanal omogočen za pretvorbo, blok TVS potrebuje 390 mikrosekund, da dokonča pretvorbo.
   • Vsak kanal ima zakasnitev pretvorbe 410 mikrosekund.
   • Stopnja pretvorbe je enaka 1920 mikrosekundam, kar je enako stopnji pretvorbe, ki je nastavljena v TVS konfiguratorju.
   • Blok TVS ustvari izhodne vrednosti na podlagi vrednosti, podanih v tvs_values.mem file.
     
2. Zaprite ModelSim Pro ME in projekt Libero.

Libero Design Flow

V tem poglavju je opisan potek oblikovanja Libero demo dizajna. Potek oblikovanja Libero vključuje naslednje korake:

• Sintetizirajte
• Kraj in pot
• Preverite časovno razporeditev
• Ustvari Bitstream
• Zaženite dejanje PROGRAM
  Naslednja slika prikazuje te možnosti na zavihku Design Flow.

Slika 7 • Možnosti Libero Design FlowSintetizirajte
Če želite sintetizirati dizajn, izvedite naslednje korake:

1. V oknu Design Flow dvokliknite Synthesize.
   Ko je sinteza uspešna, se prikaže zelena kljukica, kot je prikazano na sliki 7, stran 8.
2. Z desno tipko miške kliknite Sinteziraj in izberi View Poročaj view sintezno poročilo in dnevnik files v zavihku Poročila.

Kraj in pot

1. V oknu Design Flow dvokliknite Place and Route.
   Ko sta mesto in pot uspešna, se prikaže zelena kljukica, kot je prikazano na sliki 7, stran 8.
2. Z desno miškino tipko kliknite Kraj in pot in izberite View Poročaj view poročilo o kraju in poti ter dnevnik files v zavihku Poročila.

Uporaba virov
Naslednja tabela navaja izkoriščenost virov načrta po kraju in poti. Te vrednosti se lahko nekoliko razlikujejo glede na različne vožnje Libera, nastavitve in osnovne vrednosti.

Preverite časovno razporeditev
Če želite preveriti čas, izvedite naslednje korake:

1. V oknu Design Flow dvokliknite Verify Timing.
2. Ko načrt uspešno izpolnjuje časovne zahteve, se prikaže zelena kljukica, kot je prikazano na sliki 7, stran 8.
3. Z desno tipko miške kliknite Preveri čas in izberite View Poročaj view poročilo o preverjanju časa in dnevnik files v zavihku Poročila.

Ustvarjanje podatkov polja FPGA
Če želite ustvariti podatke polja FPGA, dvokliknite Generate FPGA Array Data v oknu Design Flow.
Zelena kljukica se prikaže po uspešnem ustvarjanju podatkov polja FPGA, kot je prikazano na sliki 7, stran 8.

Ustvari Bitstream
Če želite ustvariti bitni tok, izvedite naslednje korake:

1. Dvokliknite Generate Bitstream na zavihku Design Flow.
   Ko je bitni tok uspešno ustvarjen, se prikaže zelena kljukica, kot je prikazano na sliki 7, stran 8.
2. Z desno miškino tipko kliknite Generate Bitstream in izberite View Poročaj view ustrezen dnevnik file v zavihku Poročila.

Zaženite dejanje PROGRAM
Po generiranju bitnega toka je treba napravo PolarFire programirati. Za programiranje naprave PolarFire izvedite naslednje korake:

1. Prepričajte se, da so na plošči nastavljene naslednje nastavitve mostičkov.
2. Priključite napajalni kabel na priključek J9 na plošči.
3. Priključite kabel USB iz gostiteljskega računalnika v J5 (vrata FTDI) na plošči.
4.  Vklopite ploščo z drsnim stikalom SW3.
5. Dvokliknite Run PROGRAM Action na zavihku Libero > Design Flow.
   Ko je naprava uspešno programirana, se prikaže zelena kljukica, kot je prikazano na sliki 7, stran 8.

Zagon predstavitve

V tem poglavju je opisano, kako namestiti in uporabljati grafični uporabniški vmesnik (GUI) za zagon predstavitve TVS. Demo aplikacija PolarFire TVS je preprost GUI, ki se izvaja na gostiteljskem računalniku za komunikacijo z napravo PolarFire.
Če želite namestiti GUI, izvedite naslednje korake:

1. Ekstrahirajte vsebino mpf_dg0852_df.rar file. V mapi mpf_dg0852_df\GUI\TVS_Monitor_GUI_Installer dvokliknite datoteko setup.exe file.
2. Sledite navodilom, prikazanim v čarovniku za namestitev.
   Po uspešni namestitvi se TVS_Monitor_GUI prikaže v meniju Start namizja gostiteljskega računalnika.

Če želite zagnati predstavitev TVS, izvedite naslednje korake:

1. V meniju Start kliknite TVS_Monitor_GUI, da zaženete aplikacijo. Prepričajte se, da je plošča povezana in da je izbrana ustrezna mapa dnevnika.
2. Kliknite Poveži. Ob uspešni povezavi GUI prikaže temperaturo in voltage vrednote. Dnevnik file nastane s časom stamp v file ime na lokaciji mape dnevnika.
   Mapa dnevnika privzeto kaže na »PodporaFiles' v namestitvenem imeniku. Uporabnik lahko spremeni lokacijo mape dnevnika, preden se poveže s ploščo.
   Opomba: Prepričajte se, da mapa dnevnika ni sistemsko omejena lokacija. V tem primeru mora uporabnik zagnati GUI s skrbniškimi pravicami (kliknite z desno tipko miške in zaženite kot skrbnik).
3. Zgornjo mejo, spodnjo mejo in najmanjšo različico za beleženje za vsakega od kanalov je mogoče konfigurirati v datoteki setup.ini file. Vrednosti kanala so zabeležene v dnevniku file če obstaja variacija, ki presega podane vrednosti 'min var' v datoteki setup.ini file.
   Naslednja slika prikazuje standardno temperaturo in voltage vrednosti kanala 0 (1.05 V). Graf ustreza vrednostim kanala 0. Podobno izberite druge kanale in view njihove ustrezne vrednosti in ploskve.
   Slika 8 • Izbira vrat COM in povezovanje—kanal 0 Opomba: GUI posodobi vrednosti kanala TVS z zakasnitvijo, vneseno v polje Zakasnitev (ms).

Dodatek 1: Programiranje naprave s programom FlashPro Express

Ta razdelek opisuje, kako programirati napravo PolarFire s programiranjem .job file z uporabo FlashPro Express. Delovno mesto file je na voljo v naslednjem dizajnu filelokacija mape s:
mpf_dg0852_df\Programiranje_Opravilo
Za programiranje naprave izvedite naslednje korake:

1. Prepričajte se, da so nastavitve mostičkov na plošči enake, kot je navedeno v tabeli 5, stran 10.
   Opomba: Med povezovanjem mostičkov mora biti stikalo za napajanje izklopljeno. v
2. Priključite napajalni kabel na priključek J9 na plošči.
3. Priključite kabel USB iz gostiteljskega računalnika v J5 (vrata FTDI) na plošči.
4. Vklopite ploščo z drsnim stikalom SW3.
5. Na gostiteljskem računalniku zaženite programsko opremo FlashPro Express.
6. Kliknite New ali izberite New Job Project iz FlashPro Express Job v meniju Project, da ustvarite nov projekt opravila, kot je prikazano na naslednji sliki.
7. V pogovorno okno New Job Project iz FlashPro Express Job vnesite naslednje:
   • Programersko delo file: Kliknite Prebrskaj, pomaknite se do lokacije, kjer je .job file in izberite file. Privzeta lokacija je: \mpf_dg0852_df\Programiranje_Opravilo.
   • Lokacija projekta opravila FlashPro Express: Kliknite Prebrskaj in se pomaknite do mesta, kamor želite shraniti projekt.
     Slika 10 • Nov projekt opravila iz FlashPro Express Job
8. Kliknite OK. Zahtevano programiranje file je izbran in pripravljen za programiranje v napravi.
9. Prikaže se okno FlashPro Express, kot je prikazano na naslednji sliki. Prepričajte se, da se v polju Programer pojavi številka programatorja. Če se ne, potrdite povezave plošče in kliknite Refresh/Rescan Programmers.
   Slika 11 • Programiranje naprave
10. Kliknite RUN, da programirate napravo. Ko je naprava uspešno programirana, se prikaže status RUN PASSED, kot je prikazano na naslednji sliki. Za zagon predstavitve TVS glejte Zagon predstavitve, stran 11.
11. Zaprite FlashPro Express ali na zavihku Projekt kliknite Izhod.

Dodatek 2: Izvajanje skripta TCL

Skripti TCL so na voljo v zasnovi files v imeniku TCL_Scripts. Po potrebi se lahko potek načrtovanja reproducira od izvajanja načrtovanja do generiranja opravila file.
Za zagon TCL sledite spodnjim korakom:

1. Zaženite programsko opremo Libero
2. Izberite Projekt > Izvedi skript….
3. Kliknite Prebrskaj in izberite script.tcl iz prenesenega imenika TCL_Scripts.
4. Kliknite Zaženi.
   Po uspešni izvedbi skripte TCL se v imeniku TCL_Scripts ustvari projekt Libero.
   Za več informacij o skriptih TCL glejte mpf_dg0852_df/TCL_Scripts/readme.txt.
   Za več podrobnosti o ukazih TCL glejte Libero® SoC TCL Command Reference Guide. Obrnite se na tehnično podporo za vse poizvedbe, na katere naletite pri izvajanju skripta TCL

Dokumenti / Viri

Microsemi DG0852 PolarFire FPGA Temperatura in voltage Senzor [pdf] Uporabniški priročnik Temperatura in vol. DG0852 PolarFire FPGAtage senzor, DG0852, temperatura PolarFire FPGA in voltage senzor, PolarFire FPGA, temperatura in voltage Senzor, Voltage Senzor, senzor

Reference

• Uporabniški priročnik