Microsemi DG0852 Suhu FPGA PolarFire lan Voltage Sensor

Informasi Produk: DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA
Suhu lan Voltage Sensor

Pandhuan Demo DG0852 Suhu FPGA PolarFire lan Voltage Sensor minangka produk sing dirancang kanggo ngukur suhu lan voltage. Prodhuk iki diprodhuksi dening Microsemi, kantor pusat ing Aliso Viejo, California, AS.

Requirements Desain

Supaya produk bisa mlaku kanthi cekap, syarat desain kalebu panggunaan Suhu FPGA PolarFire lan Vol.tage Sensor, yaiku FPGA sing hemat daya lan hemat biaya.

Prasyarat

Kanggo nggunakake DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA Suhu lan Voltage Sensor, sampeyan kudu duwe sistem sing ndhukung piranti lunak Libero Design Flow, sing tanggung jawab kanggo implementasine desain lan aliran simulasi.

Desain Demo

Desain demo melu ngleksanakake suhu lan voltagsistem pangukuran nggunakake Suhu FPGA PolarFire lan Voltage Sensor.

Implementasi Desain

Proses implementasine kalebu langkah-langkah ing ngisor iki:

• Synthesize - langkah iki kalebu ngowahi syarat desain menyang format HDL sing bisa dingerteni FPGA.
• Panggonan lan Rute - langkah iki kalebu nyeleh sirkuit sing disintesis ing chip lan nuntun interkoneksi.
• Verifikasi Wektu - langkah iki mriksa yen watesan wektu desain wis ketemu.
• Generate FPGA Array Data - langkah iki ngasilake data sing bakal dimuat menyang FPGA.
• Generate Bitstream - langkah iki ngasilake bitstream sing bakal diundhuh menyang piranti FPGA target.
• Run PROGRAM Action - langkah iki program piranti nganggo bitstream.

Aliran Simulasi

Aliran simulasi kalebu simulasi desain kanggo mesthekake yen memenuhi syarat desain.

• Simulasi Desain - langkah iki kalebu simulasi desain nggunakake piranti lunak Libero Design Flow kanggo mesthekake yen memenuhi syarat desain.

Pandhuan Panggunaan Produk

Kanggo nggunakake DG0852 Tur Guide PolarFire FPGA Suhu lan
Voltage Sensor, tindakake langkah iki:

1. Priksa manawa sistem sampeyan ndhukung piranti lunak Libero Design Flow.
2. Ngundhuh lan nginstal piranti lunak Libero Design Flow saka Microsemi's websitus.
3. Tindakake langkah implementasine desain mbatesi ing manual pangguna kanggo ngleksanakake suhu lan voltage sistem pengukuran.
4. Simulasi desain nggunakake piranti lunak Libero Design Flow kanggo mesthekake yen memenuhi syarat desain.
5. Program piranti karo bitstream nggunakake langkah Run PROGRAM Tindakan mbatesi ing manual pangguna.
6. Sambungake suhu lan voltage sensor menyang PolarFire
   Suhu FPGA lan Voltage Sensor kanggo miwiti ngukur suhu lan voltage.

Kanggo dhukungan utawa pitakon produk luwih lengkap, hubungi tim sales utawa dhukungan pelanggan Microsemi liwat telpon utawa email, kaya sing kasedhiya ing manual pangguna.

Markas Microsemi
One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 AS
Ing AS: +1 800-713-4113
Ing njaba AS: +1 949-380-6100 Penjualan: +1 949-380-6136
Fax: +1 949-215-4996
Email: sales.support@microsemi.com www.microsemi.com
©2021 Microsemi, anak perusahaan saka Microchip Technology Inc. Kabeh hak dilindhungi undhang-undhang. Microsemi lan logo Microsemi minangka merek dagang kadhaptar saka Microsemi Corporation. Kabeh merek dagang lan merek layanan liyane minangka properti saka sing nduweni.
Microsemi ora menehi garansi, perwakilan, utawa jaminan babagan informasi sing ana ing kene utawa kesesuaian produk lan layanan kanggo tujuan tartamtu, uga Microsemi ora nanggung tanggung jawab apa wae sing muncul saka aplikasi utawa panggunaan produk utawa sirkuit apa wae. Produk sing didol ing ngisor iki lan produk liyane sing didol dening Microsemi wis diuji kanthi winates lan ora bisa digunakake bebarengan karo peralatan utawa aplikasi sing penting banget. Sembarang spesifikasi kinerja dipercaya bisa dipercaya nanging ora diverifikasi, lan Panuku kudu nindakake lan ngrampungake kabeh kinerja lan pangujian produk liyane, piyambak lan bebarengan karo, utawa dipasang ing, produk pungkasan. Panuku ora bakal ngandelake data lan spesifikasi kinerja utawa paramèter sing diwenehake dening Microsemi. Tanggung jawab Panuku kanggo nemtokake kesesuaian produk lan nyoba lan verifikasi sing padha. Informasi sing diwenehake dening Microsemi ing ngisor iki diwenehake "kaya, ing ngendi" lan kabeh kesalahane, lan kabeh risiko sing ana gandhengane karo informasi kasebut tanggung jawab kanggo Pembeli. Microsemi ora menehi, kanthi tegas utawa implisit, marang pihak apa wae hak paten, lisensi, utawa hak IP liyane, apa sing ana gandhengane karo informasi kasebut dhewe utawa apa wae sing diterangake dening informasi kasebut. Informasi sing disedhiyakake ing dokumen iki minangka kepemilikan Microsemi, lan Microsemi nduweni hak kanggo ngganti informasi ing dokumen iki utawa produk lan layanan apa wae tanpa kabar.

Babagan Microsemi
Microsemi, anak perusahaan saka Microchip Technology Inc. (Nasdaq: MCHP), nawakake portofolio komprehensif semikonduktor lan solusi sistem kanggo aerospace & pertahanan, komunikasi, pusat data lan pasar industri. Produk kalebu sirkuit terpadu sinyal campuran analog kinerja dhuwur lan radiasi-hardened, FPGA, SoC lan ASIC; produk manajemen daya; piranti wektu lan sinkronisasi lan solusi wektu sing tepat, nyetel standar wektu ing donya; piranti pangolahan swara; solusi RF; komponen diskrèt; panyimpenan perusahaan lan solusi komunikasi, teknologi keamanan lan keukur anti-tampproduk er; solusi Ethernet; Power-over-Ethernet ICs lan midspans; uga kemampuan lan layanan desain khusus. Sinau luwih lengkap ing www.microsemi.com.

Riwayat Revisi

Riwayat revisi nggambarake owah-owahan sing ditindakake ing dokumen kasebut. Owah-owahan kasebut didhaptar kanthi revisi, diwiwiti saka publikasi paling anyar.

Revisi 3.0
Ing ngisor iki ringkesan owah-owahan sing ditindakake ing revisi iki.

• Ditambahake Lampiran 2: Nglakokake Skrip TCL, kaca 15.
• Dianyari Gambar 2, kaca 4.
• Dianyari Gambar 3, kaca 5.

Revisi 2.0
Ing ngisor iki ringkesan owah-owahan sing ditindakake ing revisi iki.

• Nganyari dokumen kanggo Libero SoC v12.2.
• Dibusak referensi kanggo nomer versi Libero.

Revisi 1.0
Publikasi pisanan saka dokumen iki.

Suhu FPGA PolarFire lan Voltage Sensor

Saben piranti PolarFire dilengkapi Suhu lan Voltage Sensor (TVS). TVS laporan mati suhu lan voltage saka ril sumber piranti ing wangun digital kanggo kain FPGA.
TVS diimplementasikake nggunakake ADC 4 saluran lan informasi saluran diwenehi kaya ing ngisor iki:

• Saluran 0 – 1 V voltage pasokan
• Saluran 1 – 1.8 V voltage pasokan
• Saluran 2 – 2.5 V voltage pasokan
• Saluran 3 - Suhu mati

TVS ngasilake nilai encode 16-bit sing makili voltage utawa suhu, lan nomer saluran sing cocog. Suhu lan voltage informasi diterjemahake menyang suhu standar lan voltage nilai. Kanggo informasi luwih lengkap, waca UG0753: Pandhuan Pangguna Keamanan FPGA PolarFire.
Tur iki nyorot fitur TVS saka PolarFire nggunakake aplikasi basis UART (GUI). Desain demo terus-terusan ngompa data saka saluran TVS menyang UART, sing ditampilake ing GUI. Desain demo iki uga nuduhake carane simulasi fitur TVS saka piranti PolarFire.
Desain demo bisa diprogram nggunakake salah sawijining pilihan ing ngisor iki:

• Nggunakake proyek file: Kanggo program piranti nggunakake proyek file diwenehake bebarengan karo desain files, deleng Lampiran 1: Programming Piranti Nggunakake FlashPro Express, kaca 12.
• Nggunakake Libero SoC: Kanggo program piranti nggunakake Libero SoC, ndeleng Libero Design Flow, kaca 8. Gunakake pilihan iki nalika desain demo diowahi.

Requirements Desain
Tabel ing ngisor iki nampilake syarat hardware lan piranti lunak kanggo desain demo iki.

Cathetan: Libero SmartDesign lan gambar konfigurasi sing ditampilake ing pandhuan iki mung kanggo ilustrasi. Bukak desain Libero kanggo ndeleng nganyari paling anyar.

Prasyarat
Sadurunge miwiti:

1. Kanggo desain demo files link download:
   http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=mpf_dg0852_df
2. Ngundhuh lan nginstal Libero SoC (kaya sing dituduhake ing websitus kanggo desain iki) ing PC host saka lokasi ing ngisor iki:
   https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc
   Versi driver ModelSim, Synplify Pro, lan FTDI paling anyar kalebu ing paket instalasi Libero SoC.

Desain Demo
Diagram blok tingkat paling dhuwur saka rancangan TVS ditampilake ing gambar ing ngisor iki. Kabeh papat saluran TVS diaktifake ing desain kanggo ngawasi suhu mati lan voltage rel. Logika Fabric njupuk output saluran TVS lan dikirim menyang UART IF liwat CoreUART IP.

GUI nampa nilai TVS sing wicaksana saluran lan decode kaya sing diterangake kanggo nampilake:
Suhu Die:
Saluran suhu Nilai output 16-bit dituduhake ing Kelvin lan bisa didekode kaya sing kadhaptar ing tabel ing ngisor iki. Kanggo exampNanging, nilai output saluran suhu 0x133B nuduhake 307.56 Kelvin.

Voltage:
Data sing ana ing output VALUE lan CHANNEL mung valid nalika output VALID ditegesake. Nalika saluran dipatèni dening deasserting saluran cocog ngaktifake input, banjur data saluran saiki ing output ora bener sanajan output VALID ditegesake. Voltagsaluran e Nilai output 16-dicokot dituduhake ing millivolts (mV) lan bisa decoded minangka kadhaptar ing tabel ing ngisor iki. Kanggo example, ing voltagNilai output saluran e 0x385E nuduhake 1803.75 mV.

Implementasi Desain
Tokoh ing ngisor iki nuduhake implementasine desain piranti lunak Libero SoC saka desain demo TVS.
Gambar 2 • Desain Demo TVS

Desain tingkat ndhuwur kalebu komponen ing ngisor iki:

• TVS_IP_0 Makro
• Inti_UART_0
• TVS_to_UART_0 logika
• jam_gen_0
• INIT_MONITOR_0 lan PF_RESET_0

TVS_IP_0 Makro
Tokoh ing ngisor iki nuduhake configurator antarmuka TVS.GUI nampilake suhu mati ing derajat Celsius kanthi ngowahi nilai Kelvin. Nilai Celsius = Nilai Kelvin – 273.15

TVS_to_UART_0
Logika TVS menyang UART njupuk Suhu lan Voltage nilai saka makro TVS lan ngirim data menyang Core_UART_0.

jam_gen_0
CCC dikonfigurasi kanggo ngasilake jam 100 MHz.

Aliran Simulasi
Model simulasi TVS nganyari output makro TVS adhedhasar instruksi maca sing diwenehake ing .mem file utawa .txt file. Ing file jeneng kudu liwati kanggo model simulasi kanggo output TVS kanggo ngalih. Parameter sing digunakake kanggo nyimpen .mem file jeneng diarani "TVS_MEMFILE”. Tambah printah vsim ing ngisor iki kanggo pass ing file jeneng. -gTVS_MEMFILE=”PATH_TO_FILE_RELATIVE_TO_SIMULATION_FOLDER”

MEM File Format
Ing ngisor iki format saka file ana ing hex:

Ing .mem file ngemot wektu simulasi ngiring dening nilai digital (16-dicokot) saka papat saluran ADC ing wektu kuwi. Nilai dibutuhake kanggo saluran kasebut sanajan ora digunakake. Nilai bisa 0. Simulasi diwiwiti kanthi kabeh output saluran dadi 0. Pola kasebut bisa diulang kaping pirang-pirang ing .mem. file kanggo nggambarake sawetara nilai saka output saluran. Isine mem file diwatesi kanggo 256 garis.

Simulasi Desain
Proyek Libero kalebu testbench kanggo simulasi blok TVS. Testbench njupuk kabeh papat saluran TVS nggunakake CoreUART IP. Nilai digital kanggo papat saluran liwati liwat .mem file.

Setelan simulasi
Kanggo lulus mem file kanggo simulasi, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Bukak setelan proyek Libero SoC (Proyek> Setelan Proyek).
2. Pilih perintah Vsim ing opsi Simulasi. Ketik- gTVS_MEMFILE=”tvs_values.mem” ing kolom Pilihan tambahan banjur klik Simpen.

A sample tvs_values.mem kasedhiya ing folder simulasi. Ing .mem file kudu kasedhiya ing folder simulasi proyek Libero. Ing tvs_values.mem file nangkep output digital 16-bit saka blok TVS ing wektu sing beda-beda.

Kanggo simulasi desain, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Ing tab Design Flow, klik-tengen Simulate ing Verify Pre-Synthesis Design banjur pilih Open Interactively.
   Gambar 5 • Alur Desain—SimulasiNalika simulasi wis rampung, jendhela Wave katon minangka ditampilake ing gambar ing ngisor iki. Amarga kabeh papat saluran diaktifake, sirkuit TVS ngasilake nilai saka papat saluran ing wektu tartamtu ing output VALUE bebarengan karo nomer saluran ing output CHANNEL. Data sing ana ing output VALUE lan CHANNEL mung valid nalika output VALID ditegesake. Gatekna asil simulasi ing ngisor iki:
   • Sawise saluran diaktifake kanggo konversi, blok TVS njupuk 390 microseconds kanggo ngrampungake konversi.
   • Saben saluran duwe wektu tundha konversi 410 mikrodetik.
   • Tingkat konversi padha karo 1920 mikrodetik, sing padha karo tingkat konversi sing disetel ing configurator TVS.
   • pemblokiran TVS generate nilai output adhedhasar nilai diwenehi ing tvs_values.mem file.
     
2. Nutup ModelSim Pro ME lan proyek Libero.

Aliran Desain Libero

Bab iki nggambarake aliran desain Libero saka desain demo. Aliran desain Libero kalebu langkah-langkah ing ngisor iki:

• Sintesis
• Panggonan lan rute
• Verifikasi Wektu
• Nggawe Bitstream
• Run PROGRAM Action
  Tokoh ing ngisor iki nuduhake pilihan kasebut ing tab Design Flow.

Gambar 7 • Pilihan Aliran Desain LiberoSintesis
Kanggo sintesis desain, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Saka jendhela Design Flow, klik kaping pindho Synthesize.
   Nalika sintesis sukses, tandha centhang ijo katon ing Gambar 7, kaca 8.
2. Klik-tengen Synthesize banjur pilih View Laporan menyang view laporan sintesis lan log files ing tab Laporan.

Panggonan lan Rute

1. Saka jendhela Design Flow, klik kaping pindho Panggonan lan Rute.
   Nalika panggonan lan rute sukses, tandha centhang ijo katon ing Gambar 7, kaca 8.
2. Klik-tengen Panggonan lan Rute banjur pilih View Laporan menyang view laporan panggonan lan rute lan log files ing tab Laporan.

Panggunaan sumber daya
Tabel ing ngisor iki nampilake panggunaan sumber daya saka desain sawise panggonan lan rute. Nilai kasebut bisa uga rada beda-beda kanggo macem-macem, setelan, lan nilai wiji Libero.

Verifikasi Wektu
Kanggo verifikasi wektu, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Saka jendhela Design Flow, klik kaping pindho Verifikasi Wektu.
2. Nalika desain kasil nyukupi syarat wektu, tandha centhang ijo katon ing Gambar 7, kaca 8.
3. Klik-tengen Verify Timing banjur pilih View Laporan menyang view laporan wektu verifikasi lan log files ing tab Laporan.

Ngasilake Data Array FPGA
Kanggo ngasilake data array FPGA, klik kaping pindho Generate FPGA Array Data saka jendhela Design Flow.
Tandha centhang ijo ditampilake sawise sukses nggawe data array FPGA kaya sing ditampilake ing Gambar 7, kaca 8.

Nggawe Bitstream
Kanggo ngasilake bitstream, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Klik kaping pindho Generate Bitstream saka tab Design Flow.
   Nalika bitstream kasil digawe, tandha centhang ijo katon ing Gambar 7, kaca 8.
2. Klik-tengen Generate Bitstream banjur pilih View Laporan menyang view log sing cocog file ing tab Laporan.

Run PROGRAM Action
Sawise ngasilake bitstream, piranti PolarFire kudu diprogram. Kanggo program piranti PolarFire, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Priksa manawa Setelan Jumper ing ngisor iki disetel ing papan.
2. Sambungake kabel sumber daya menyang konektor J9 ing Papan.
3. Sambungake kabel USB saka Host PC kanggo J5 (port FTDI) ing Papan.
4.  Daya ing Papan nggunakake ngalih geser SW3.
5. Klik kaping pindho Run PROGRAM Action saka tab Libero > Design Flow.
   Nalika piranti wis diprogram kanthi sukses, tandha centhang ijo katon kaya ing Gambar 7, kaca 8.

Mlaku Demo

Bab iki nerangake carane nginstal lan nggunakake Graphic User Interface (GUI) kanggo mbukak demo TVS. Aplikasi demo PolarFire TVS minangka GUI prasaja sing mlaku ing PC host kanggo komunikasi karo Piranti PolarFire.
Kanggo nginstal GUI, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Extract isi saka mpf_dg0852_df.rar file. Saka folder mpf_dg0852_df\GUI\TVS_Monitor_GUI_Installer, klik kaping pindho setup.exe file.
2. Tindakake pandhuan sing ditampilake ing tuntunan instalasi.
   Sawise instalasi sukses, TVS_Monitor_GUI katon ing menu Start ing desktop PC host.

Kanggo mbukak demo TVS, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Saka menu Start, klik TVS_Monitor_GUI kanggo mbukak aplikasi. Priksa manawa papan kasebut disambungake lan Folder Log sing cocog dipilih.
2. Klik Sambungake. Ing sambungan sukses, GUI nuduhake suhu lan voltage nilai. Log file digawe karo wektu Stamp ing file jeneng ing lokasi Log Folder.
   Kanthi gawan, Log Folder nuding menyang 'DhukunganFiles' ing direktori instalasi. Pangguna bisa ngowahi lokasi Log Folder sadurunge nyambung menyang papan.
   Cathetan: Priksa manawa Folder Log dudu lokasi sing diwatesi sistem. Ing kasus iki, pangguna kudu mbukak GUI kanthi hak istimewa admin (klik-tengen lan mbukak minangka admin).
3. Limit Ndhuwur, Limit Ngisor, lan variasi minimal kanggo log kanggo saben saluran bisa dikonfigurasi ing setup.ini file. Nilai saluran dicathet ing log file yen ana variasi ngluwihi nilai 'min var' sing ditemtokake ing setup.ini file.
   Tokoh ing ngisor iki nuduhake suhu standar lan voltage nilai saluran 0 (1.05 V). Plot cocog karo nilai Channel 0. Kajaba iku, pilih saluran liyane lan view nilai lan plot sing cocog.
   Gambar 8 • Milih Port COM lan Nyambung—Saluran 0 Cathetan: GUI nganyari nilai saluran TVS karo wektu tundha ngetik ing Tundha (ms) lapangan.

Lampiran 1: Programming Piranti Nggunakake FlashPro Express

Bagean iki nerangake carane program piranti PolarFire karo program .job file nggunakake FlashPro Express. The .job file kasedhiya ing desain ing ngisor iki filelokasi folder s:
mpf_dg0852_df\Programming_Job
Kanggo program piranti, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Priksa manawa setelan jumper ing papan padha karo sing kadhaptar ing Tabel 5, kaca 10.
   Cathetan: Ngalih sumber daya kudu dipateni nalika nggawe sambungan jumper. v
2. Sambungake kabel sumber daya menyang konektor J9 ing Papan.
3. Sambungake kabel USB saka Host PC menyang J5 (port FTDI) ing Papan.
4. Daya ing Papan nggunakake ngalih geser SW3.
5. Ing PC host, bukak piranti lunak FlashPro Express.
6. Klik New utawa pilih New Job Project saka FlashPro Express Job saka menu Project kanggo nggawe proyek proyek anyar, kaya sing ditampilake ing gambar ing ngisor iki.
7. Ketik ing ngisor iki ing Proyek Proyek Anyar saka kothak dialog Proyek FlashPro Express:
   • lowongan programming file: Klik Browse, navigasi menyang lokasi ngendi .job file dumunung, lan pilih ing file. Lokasi standar yaiku: \mpf_dg0852_df\Programming_Job.
   • Lokasi proyek proyek FlashPro Express: Klik Telusur lan navigasi menyang lokasi sing pengin disimpen proyek kasebut.
     Gambar 10 • Proyek Proyek Anyar saka Proyek FlashPro Express
8. Klik OK. Pemrograman sing dibutuhake file wis dipilih lan siap diprogram ing piranti.
9. Jendhela FlashPro Express katon minangka ditampilake ing gambar ing ngisor iki. Konfirmasi yen nomer programer katon ing kolom Programmer. Yen ora, konfirmasi sambungan papan banjur klik Refresh/Rescan Programmer.
   Gambar 11 • Programming Piranti
10. Klik RUN kanggo program piranti. Nalika piranti wis diprogram kanthi sukses, status RUN PASSED ditampilake kaya ing gambar ing ngisor iki. Deleng Running Demo, kaca 11 kanggo mbukak demo TVS.
11. Nutup FlashPro Express utawa ing tab Project, klik Exit.

Lampiran 2: Nglakokake TCL Script

Skrip TCL kasedhiya ing desain files folder ing direktori TCL_Scripts. Yen perlu, aliran desain bisa direproduksi saka Implementasi Desain nganti generasi proyek file.
Kanggo mbukak TCL, tindakake langkah ing ngisor iki:

1. Bukak piranti lunak Libero
2. Pilih Project > Execute Script….
3. Klik Telusuri banjur pilih script.tcl saka direktori TCL_Scripts sing diundhuh.
4. Klik Run.
   Sawise eksekusi skrip TCL sukses, proyek Libero digawe ing direktori TCL_Scripts.
   Kanggo informasi luwih lengkap babagan skrip TCL, deleng mpf_dg0852_df/TCL_Scripts/readme.txt.
   Deleng Libero® SoC TCL Command Reference Guide kanggo rincian liyane babagan printah TCL. Hubungi Dhukungan Teknis kanggo pitakon apa wae nalika mbukak skrip TCL

Dokumen / Sumber Daya

Microsemi DG0852 Suhu FPGA PolarFire lan Voltage Sensor [pdf] Pandhuan pangguna DG0852 PolarFire FPGA Suhu lan Voltage Sensor, DG0852, Suhu FPGA PolarFire lan Voltage Sensor, PolarFire FPGA, Suhu lan Voltage Sensor, Voltage Sensor, Sensor

Referensi

• Manual pangguna