Propuesta de incorporación de placa al proyecto CIAA

[Facundo Larosa]

Estimados,

¿Cómo están?

Mi nombre es Facundo Larosa y coordino del grupo de Aplicaciones en Sistemas Embebidos de la UTN Haedo.

Les escribo este correo para comentarles que estamos trabajando en una plataforma educativa para la enseñanza de lenguajes de descripción de hardware (VHDL, Verilog, etc.) en el nivel secundario y universitario. Conversando con Eric surgió la idea de incorporar la placa al proyecto CIAA, por lo que arme un breve resumen del proyecto el cual les adjunto.

Actualmente, hemos diseñado, fabricado y montado dos PCBs de la plataforma que estamos ensayando y funcionan correctamente.

Creo que el tema de la enseñanza de lenguajes de descripción de hardware y sobre todo su aplicación en proyectos concretos es una deuda pendiente de muchas carreras de ingeniería y que a partir del aporte colaborativo de la comunidad, tal como ha sido siempre la tradición del proyecto CIAA, se podría ayudar mucho en este sentido.

¡Quedo a disposición para cualquier consulta o sugerencia!

un abrazo,

Facundo

[Franco Bucafusco]

Muy Bueno Facu!

Me encanto!

un abrazo

--------------------------------------------------------- Franco Bucafusco ---------------------------------------------------------

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[Pablo Ridolfi]

Increíble! Quiero una 😁 van a hacer una preventa como con las EDU-CIAA?

Obvio que va mi +1!

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[Ariel Lutenberg]

Genial! Felicitaciones!

Abrazos,

Ariel.

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[Cursos CAPSE]

Genial, Facu! Felicitaciones!

Tienen hecho un análisis de costos?

Abrazo,

Nico.

[Facundo Larosa]

Nico!

Hoy estamos teniendo un precio de componentes (sin contar los conectores) de alrededor de US$ 37. Las placas las compramos en China a un precio de US$ 5 cada una. Es decir, que en total sumamos US$ 42. Aclaro que estos precios son FOB y que estamos en una escala mínima de fabricación de prototipos (10 PCBs y un juego de componentes para dos placas). El montaje lo realizamos en el laboratorio de la facultad (UTN Haedo).

Espero haber respondido adecuadamente la consulta!

un abrazo,

Fa

[Cursos CAPSE]

Perfecto, Facu!

Me acabo de dar cuenta que estoy escribiendo con la cuenta de cursoscapse! Perdón por eso.

Saludos,

Nico.

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[Eduardo Filomena]

Excelente trabajo Facundo!!!! Creo que la idea de incorporarlo al proyecto CIAA es una muy buena oportunidad para darle impulso al desarrollo de sistemas con FPGA y a los toolchains libres en VHDL-

En la FIUNER estamos armando un amplificador de biopotenciales aislado muy económico y con formato PMOD con la idea de agregarlo al proyecto

Saludos!!!!

Eduardo

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Mg. Bioing. Eduardo Filomena

Profesor Titular 

Electrónica Digital - Dpto. Académico Electrónica

LIRINS -  Facultad de Ingeniería - UNER

Tel: 54-343-4975077 Int 123

www.bioingenieria.edu.ar

[Diego Brengi]

Casi diría que hay que rebautizar al proyecto como CIrcuitos Abiertos Argentinos! :-D

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--

Mg. Ing. Diego Brengi

INTI - Instituto Nacional de Tecnología Industrial

TEL:+(5411) 4724-6315

UNLaM - Universidad Nacional de La Matanza

[Pablo Ridolfi]

Ojo a esa moción de Diego. Para pensarlo 🤔

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[martin ribelotta]

Apoyo fuertemente la moción... pero esta bueno mantener el ala industrialosa por el asunto de que efectivamente hace falta los desarrollos para la industria...

En cuanto a la placa, un par de cosas:

• La ice40hx4K en realidad es una ice40hx8K en encapsulado LQFP144, tiene 8k luts
• El FTDI es una muy mala elección para la interfaz con la PC... es mejor un micro chiquito como el stm32f042 de ST emulando un pendrive a la flash y en paralelo un usb cdc hacia el serial... caso contrario vamos a seguir teniendo los problemas de driver en windows que tenemos en la edu ciaa actualmente. Ahi volas la eeprom del ftdi y el ftdi en si mismo junto con muchisimos capacitores y resistencias.. (el f042 solo necesita un capacitor de desacople, sin cristal y como mucho la proteccion esd del usb)
• Entiendo que esta todo orientado al uso de verilog porque yosys no soporta por el momento vhdl
• No estaria bueno tener una sdram en el board? entiendo que ayudaria mucho a cosas como generación de video y demas...

Por lo demas, me copa mucho el proyecto... en su momento, estuve haciendo el poncho fpga con la misma placa, lamentablemente por asunto de tiempo ese proyecto duerme el sueño de los justos...

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[Carlos Pantelides]

Circuitos Industriales Abiertos Argentinos, para no cambiar el logo

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Carlos Pantelides

@pelucaKiller

https://github.com/cpantel
https://seguridad-agile.blogspot.com/

[Eric Pernia]

Esta genial el proyecto, obviamente apoyo la incorporación. Edu, comtanos un poco más de que se trata lo tuyo.

Abrazos.

Eric.

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[Paco (FING)]

Eric, nosotros desde hace tiempo venimos trabajando en placas de adquisición de biopotenciales.

Ya tenemos el poncho para la EDUCIAA, que está funcionando (El viernes pasado se presentó una Interface cerebro computadora con la EDU CIAA y este poncho)

Este poncho quedó algo caro para algunos biopotenciales que no necesitan tanto hardware por o que estamos probando una versión económica con otro front end. Actualmente estamos en la etapa de registro de señales.

Por otro lado, con finalidad de poder realizar trabajos prácticos en la facultad, estamos implementando placas de un canal de registro de cualquier señal biológica aislada

con conexión  PMOD para usar en las placas de FPGA. Estto está mas verde, actualmente tenemos un prototipo de prueba no aislado, y estamos trabajando en el esquemático definitivo.

saludos!!!

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Libre de virus. www.avast.com

[Eric Pernia]

Buen día Edu, sabia del poncho de adquisición de biopotenciales, pero no lo del nuevo amplificador con PMOD.

Saludos.

Eric.

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[Facundo Larosa]

Hola,

Gracias a todos por el gran recibimiento y los comentarios positivos! Gracias totales!

@martin ribelotta respecto de lo que vos me indicás, te contesto entre líneas en azul:

• La ice40hx4K en realidad es una ice40hx8K en encapsulado LQFP144, tiene 8k luts
  

• No entiendo bien este comentario, la FPGA que está soldada a la placa es una ICE40HX4K de 3520 celdas... ¿me podrías aclarar?

• El FTDI es una muy mala elección para la interfaz con la PC... es mejor un micro chiquito como el stm32f042 de ST emulando un pendrive a la flash y en paralelo un usb cdc hacia el serial... caso contrario vamos a seguir teniendo los problemas de driver en windows que tenemos en la edu ciaa actualmente. Ahi volas la eeprom del ftdi y el ftdi en si mismo junto con muchisimos capacitores y resistencias.. (el f042 solo necesita un capacitor de desacople, sin cristal y como mucho la proteccion esd del usb)
  

• Es posible. Sinceramente, tratamos de ser conservadors con este desarrollo y por eso elegimos este integrado, que si bien tiene sus puntos flojos, también tiene como ventaja de que está ampliamente probado. En breve, liberaremos el repositorio y el proyecto será lo que siempre quisimos que fuera, un proyecto de la comunidad, que a través de sus aportes irá puliendo aquellas cuestiones que pueden mejorarse. En el futuro, podemos hacer una nueva versión que contemple otra interfaz con la PC (como la que mencionás).

• Entiendo que esta todo orientado al uso de verilog porque yosys no soporta por el momento vhdl
  

• Este es un punto interesante. Ambos lenguajes se usan mucho, pero por lo que tengo entendido Verilog ha ganado mucho terreno en los nuevos usuarios por su sintaxis "más amigable" que VHDL. Por otro lado, en Argentina, la mayoría de los especialistas ya programan en VHDL. En principio, buscaremos generar material en VHDL para luego agregar también Verilog. Es cierto, que el toolchain libre no soporta por el momento VHDL. Lamentablemente, en ese caso será necesario usar la herramienta del fabricante para sintetizar...

• No estaria bueno tener una sdram en el board? entiendo que ayudaria mucho a cosas como generación de video y demas...
  

•  Este punto también es interesante. Originalmente, en el diseño había una SDRAM contemplada (https://ar.mouser.com/ProductDetail/Alliance-Memory/AS4C16M16SA-7TCN?qs=sGAEpiMZZMti5BT4iPSEnVudMGEscIcdCvocz1jVe%2fc%3d) y de hecho compré un par para los primeros prototipos que al final salieron sin memoria. Después de hablar con mucha gente (hicimos una encuesta entre especialistas de distintas universidades y empresas) creímos que lo mejor era apuntar a disminuir el costo lo más posible y que en todo caso, se podrían hacer nuevas versiones de la placa sobre la actual que agregaran funcionalidades de hardware. Por la misma razón no trae un ADC incorporado u otros módulos que podrían ser deseables.
  

Espero haber respondido las dudas! Gracias por el interés!

Un abrazo!

Fa

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[Carlos Pantelides]

Facundo,

mis habituales preguntas de outsider, no se puede diseñar con SDRAM y ADC (o lo que sea que tenga más sentido en el PCB que en los PMODs) y dejar el PCB sin poblar para abaratar por un lado pero dejarlo listo para quien necesite incorporarlos? aunque mirando la fotito me imagino que una memoria debe producir un importante impacto...

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[Facundo Larosa]

Hola Carlos,

Al contrario, es una consulta muy adecuada. Evaluamos esa posibilidad, pero el impacto de los ICs adicionales complicaba innecesariamente el ruteo, afectaba el tamaño de la placa e impactaba negativamente en el uso de los pines digitales de la FPGA. Preferimos hacer un starter kit compacto, de bajo costo (por eso buscamos achicar el tamaño, utilizar componentes de un único lado del PCB, etc.). 

Creo que la etapa de realizar las encuestas a los diferentes especialistas y usuarios de FPGA y definir las especificaciones de la placa fue una de las más complejas de abordar.

Quedo atento a sus consultas!

Un abrazo,

Fa

Para ver esta conversación en el sitio web, visita https://groups.google.com/d/msgid/ciaa-hardware/CA%2BPxht1ynVPxkxOXQuFjCcPqBCseUmcPnCJ5b3mRFPKWwERwcQ%40mail.gmail.com.

[martin ribelotta]

El lun., 23 sept. 2019 a las 17:32, Facundo Larosa (<facund...@gmail.com>) escribió:

Hola,

Gracias a todos por el gran recibimiento y los comentarios positivos! Gracias totales!

@martin ribelotta respecto de lo que vos me indicás, te contesto entre líneas en azul:

• La ice40hx4K en realidad es una ice40hx8K en encapsulado LQFP144, tiene 8k luts
  No entiendo bien este comentario, la FPGA que está soldada a la placa es una ICE40HX4K de 3520 celdas... ¿me podrías aclarar?

Lattice no hace un dado por cada chip... hace dos o tres versiones y las mete en distintos encapsulados... el chip que compras con el ice40hx4k es en realidad una pastilla de ice40hx8k en encapsulado lqfp144 (la hx8k tiene encapsulado bga)

Lo que digo es que la fpga, usando las herramientas libres lo vas a tratar a todos los efectos como un ice40hx8k (de hecho las herramientas te dejan sintetizar 8KLUTs). No así las herramientas propietarias que, cuando detectan el dispositivo como un ice40hx4k se niegan a cargar las 8KLUT que podrían usarse.

Eso hay que tenerlo en cuenta a la hora de dimensionar tus diseños... por supuesto, si tu diseño no supera las 4KLUT va a andar perfectamente aunque la herramienta te deje usar las 8KLUT que tiene el chip.

• El FTDI es una muy mala elección para la interfaz con la PC... es mejor un micro chiquito como el stm32f042 de ST emulando un pendrive a la flash y en paralelo un usb cdc hacia el serial... caso contrario vamos a seguir teniendo los problemas de driver en windows que tenemos en la edu ciaa actualmente. Ahi volas la eeprom del ftdi y el ftdi en si mismo junto con muchisimos capacitores y resistencias.. (el f042 solo necesita un capacitor de desacople, sin cristal y como mucho la proteccion esd del usb)
  Es posible. Sinceramente, tratamos de ser conservadors con este desarrollo y por eso elegimos este integrado, que si bien tiene sus puntos flojos, también tiene como ventaja de que está ampliamente probado. En breve, liberaremos el repositorio y el proyecto será lo que siempre quisimos que fuera, un proyecto de la comunidad, que a través de sus aportes irá puliendo aquellas cuestiones que pueden mejorarse. En el futuro, podemos hacer una nueva versión que contemple otra interfaz con la PC (como la que mencionás).

El problema del FTDI son los driver... yo le daria una vuelta de rosca mas a esto porque no es tan dificil de hacer andar un grabador de flash desde un MCU con usb. 

• Entiendo que esta todo orientado al uso de verilog porque yosys no soporta por el momento vhdl
  Este es un punto interesante. Ambos lenguajes se usan mucho, pero por lo que tengo entendido Verilog ha ganado mucho terreno en los nuevos usuarios por su sintaxis "más amigable" que VHDL. Por otro lado, en Argentina, la mayoría de los especialistas ya programan en VHDL. En principio, buscaremos generar material en VHDL para luego agregar también Verilog. Es cierto, que el toolchain libre no soporta por el momento VHDL. Lamentablemente, en ese caso será necesario usar la herramienta del fabricante para sintetizar...

Los que mas usan VHDL en el pais (y que bajan linea a las universidades y centros de investigación) son INVAP/CONAE/CONEA, por extensión, esto se traslada a CONICET e INTI, pero realmente VHDL se ha quedado en el tiempo (aunque admito que en temas formales es mas verboso y queda mejor documentado)... de hecho el ultimo estandar es VHDL 2008 con un posible VHDL 2019 el cual no se si esta estandarizado ya pero casi seguro que no hay muchas herramientas que lo soporten...

En contraparte, decir que yosys soporta solo verilog es poco exacto ya que procesa gran parte de systemverilog (al menos la parte sintetizable) lo que permite tener diseños mucho mas potentes que con vhdl. Por otro lado icarus verilog soporta UVM en SystemVerilog con agentes, lo que permite una mejor batería de testbenchs... de hecho, INVAP al menos, esta moviendose fuertemente a systemverilog y UVM, posiblemente adopte pronto SV para sintesis tambien...

• No estaria bueno tener una sdram en el board? entiendo que ayudaria mucho a cosas como generación de video y demas...
   Este punto también es interesante. Originalmente, en el diseño había una SDRAM contemplada (https://ar.mouser.com/ProductDetail/Alliance-Memory/AS4C16M16SA-7TCN?qs=sGAEpiMZZMti5BT4iPSEnVudMGEscIcdCvocz1jVe%2fc%3d) y de hecho compré un par para los primeros prototipos que al final salieron sin memoria. Después de hablar con mucha gente (hicimos una encuesta entre especialistas de distintas universidades y empresas) creímos que lo mejor era apuntar a disminuir el costo lo más posible y que en todo caso, se podrían hacer nuevas versiones de la placa sobre la actual que agregaran funcionalidades de hardware. Por la misma razón no trae un ADC incorporado u otros módulos que podrían ser deseables.

Perfectamente entedido... gual es util asi que vienveido! Ademas, se puede poner en un pcb afuera... entiendo que tienen todos los pines ruteados no?