FPGA NEDİR?

FPGA (Field Programmable Gate Array ) ; Alanda programlanabilir kapı dizileri anlamına gelen ve üretimden sonra programlanabilen yarı-iletken devre elemanlarıdır.FPGA’ler ürün alana yerleştirildikten sonra bile daha önceden belirlenmiş sınırlı donanım fonksiyonları yerine,özel uygulamalar için ürün özelliklerini ve fonksiyonlarını programlamaya,yeni standartlar uyarlamaya ve donanımı yeniden şekillendirmeye izin verir.Bu yüzden alanda programlanabilir denilmektedir.FPGA ler özel entegre devre uygulamaları (ASIC) lojik fonksiyonlarını yerine getirebilmek için

kullanılabilir. Programlanabilir mantık blokları ve bu bloklar arasındaki ara bağlantılardan oluşan ve geniş uygulama alanlarına sahip olan sayısal tümleşik devrelerdir. Tasarımcının ihtiyaç duyduğu mantık işlevlerini gerçekleştirme amacına yönelik olarak üretilmiştir.  Her bir mantık bloğunun işlevi kullanıcı tarafından düzenlenebilmektedir. FPGA ile temel mantık kapılarının ve yapısı daha karmaşık olan devre elemanlarının işlevselliği artırılmaktadır.

FPGA’ler ayarlanabilir gömülü SRAM,yüksek hızlı alıcı-vericiler,yüksek hızlı I/O lar,lojik bloklar ve siyal akışı (yönlerdirme)den oluşmaktadır.Özel olarak FPGA ler lojik eleman (LE) olarak adlandırılan programlanabilir lojik bileşenler ve fiziksel bağlantıya olanak sağlayan yeniden programlanabilir bağlantıların hiyerarşisinden oluşur.Lojik elemanlar (LE) komplex kombinasyonel fonksiyonları yerine getirebilmek için ya da AND ve XOR gibi basit lojik kapılar ayarlanabilir. Çoğu FPGA’lerde lojik bloklar basit flipfloplar ya da daha karmaşık hafıza blokları olan hafıza elemanları da içerir.

Her bir mantık bloğunun işlevi kullanıcı tarafından düzenlenebilmektedir. FPGA ile temel mantık kapılarının ve yapısı daha karmaşık olan devre elemanlarının işlevselliği artırılmaktadır.

Temel FPGA iç yapısı;

1

Geliştirme Bord’u Hakkında Bilgi

Benim kullandığım FPGA şekilde görülen ALTERA Cyclone II adlı cihazdır.

ALTERA FPGA ailesinden Cyclone II tamamı bakır katmanlardan,low-k,1.2 V SRAM işlem ile dizayn edilmiştir ve muhtemel en küçük ölü boyutlar için optimize edilmiştir.300 mm lik yonga plakaları kullanılarak 90 nm işlem teklojisi kullanılarak yapılmıştır.

Bu geliştirme bordu Altera Cyclone II EP2C5T144C8 kullanmıştır.

Bord üzerindeki elemanlar;

1 ）CycloneII U1 EP2C5T144C8

2 ）I2C U3 AT24C04

3 ）AS U2 EPCS4

4 ）UART U4 MAX232

5 ）PS/2 A

6 ）8 digital tube display

2

8 ) LED

9 ）LCD12864 / LCD1602 interface

10）4 KEYS

11）ONE FPGA RE-CONFIG KEY

12）JTAG , AS Download mode

13）5V DC POWER INPUT

14）50M HZ CLK INPUT

POWER, DC 5V INPUT

FPGA tekrar ayarlanabilir anahtar

FPGA tekrar yapılandırılabilir anahtar butona basıldığında çalışır.FPGA kensini yapılandırmak için sıralı yapılı çipe dönüşecektir.

3

Clock girişi

4 Bağımsız Anahtar

I/O dağılımlı bağımsız key:

KEY1: PIN 43 KEY2: PIN 48

KEY3: PIN 40 KEY4: PIN 45

Anahtara basıldığında , I/O 0 seviyesinde olur.

4

Zil

Buzzer (ZİL), 0-32 PIN aktif olduğunda, zil den beep sesi gelir.

PS/2

PS/2 A

PS/DATA: PIN 25

PS/CLK : PIN 24

5

I2C AT24C04

AT24C04 EEPROM：

SCL: PIN64

SDA: PIN67

LCD Arayüzü

LCD interface

LCD12864/LCD1602 standart arayüz

LCD (J3)3.3V- 5.0V

LCD çalışma voltajı (J3) 3.3V or 5.0V

6

LCD control I/O

LCD RS：PIN63

LCD WR：PIN59

LCD EN：PIN57

LCD 8BIT DATA IO

D0：PIN53 D1：PIN51 D2：PIN47 D3：PIN44

D4：PIN42 D5：PIN41 D6：PIN31 D7：PIN28

8 Sevensegment Display

8 digital tube display

I/O:

LED1:PIN94 。the right one

LED2:PIN96

LED3:PIN97

LED4:PIN99

LED5:PIN100

LED6:PIN101

LED7:PIN103

LED8:PIN104

7

8 led

I/O pin

D30 : PIN65

D31 : PIN69

D32 : PIN70

D33 : PIN71

D34 : PIN72

D35 : PIN73

D36 : PIN74

D37 : PIN60

I/O 0 ise ledler yanar.

8

Yapılan İşlemler;

Altera Cyclone II cihazı için program yazıp bunu cihaza yüklemek için gerekli bazı işlemler vardı.Bunlardan birincisi Altera’nın kendi sitesinden siteye önce üye olup daha sonra buradan Quartus II programının bilgisayara indirilmesi gerekiyordu.Bu işlemden sonra Çin den getirtmiş olduğum Altera Cyclone II kitini bilgisayara tanıtıp çalıştırmam gerekiyordu.İlk başta bilgisayar dijital imza sorunundan dolayı USB Blaster ı tanımadı.Daha sonra Dijital imza zorlamasını kapatmak için önce

1.(Windows +R Kısayol) Başlat/ Çalıştır

2.Çalıştır’a cmd yazarak komut satırı açılıp

3.Komut penceresine bcdedit.exe-set loadoptions DDISABLE_INTEGRITY_CHECKS yazarak entere basılır.

Bu işlemi yapmama rağmen hala bilgisayar USB BLASTER ı tanımıyordu.Birçok kez bu işlemi yaptım hala olumlu sonuç alamamıştım.

Başka bir işlem olarak bilgisayar açılmaya başladığında F8 tuşuna basarak “ Sürücü imzası zorlamasını devre dışı bırak “ seçeneğini seçerek bilgisayarı başlatmayı denedim.Fakat bu işlemde başarısız oldu.

3. ve son olarak bigisayarda Aygıt yöneticisinden USB Blaster sağ tıklanarak sürücüyü güncelle seçilir sonra oradan alteranın yüklü olduğu klasörden USB Blaster in içinde olduğu üst klasör seçilir.Buradan yükle deyince işlem tamamlanıyor.Artık bilgisayar USB Blaster’ı tanıyor.

9