BeagleWire: ICE40 FPGA-Erweiterung für BeagleBone Black

[Christoph B. (birki2k)]

Mit dem BeagleWire kann das BeagleBone Black um einem Lattice iCE40HX4K erweitert werden. Neben Anwendungen, die einen FPGA erfordern, ist die Kombination auch als Lernplattform interessant. So lässt sich der Verilog-Code etwa direkt auf dem BeagleBone synthetisieren.

Neben dem Lattice iCE40HX4K verfügt das BeagleWire über 32 MB SDRAM, 4 MB SPI-Flash, einen 100 MHz Oszillator und die benötigte Spannungsversorgung. Erweiterungen können an je vier Grove- und Pmod-Konnektoren angebracht werden. Dadurch kann auf eine Vielzahl bestehender Module zurückgegriffen werden. Natürlich lassen sich hier auch eigene Erweiterungen über SPI, I2C, UART oder GPIO ansprechen.

Das Projekt ist dabei komplett quelloffen. Neben einer Dokumentation existiert je ein eigenes Repository für die KiCad-Dateien und die Software. Als Toolchain für den Lattice iCE40 kann das ebenfalls quelloffene Projekt IceStorm genutzt werden. IceStorm ist dabei sowohl auf dem eigenen PC als auch auf dem BeagleBone lauffähig.

Einsetzen lässt sich das BeagleWire neben dem BeagleBone Black auch auf dem BeagleBone Black Wireless und dem BeagleBone Black Industrial von element14. Derzeit läuft eine Crowdfunding-Kampagne auf Crowd Supply, wobei ein Board 85 $ kostet, bei der Early Bird Aktion sind es 75 $. Für den Versand nach Deutschland werden weitere 10 $ fällig.

[Felix (Gast)]

Wie wird das Board an den Beaglebone angeschlossen?

Denn dieses Board ist ja spezifisch für den Beaglebone, da sollte auch 
dargestellt werden, wie die Kommunikation und I/Os zwischen den Boards 
aufgebaut ist.

[Basti B. (basti195)]

Beim BBB werden die "Capes" über Device-Tree-Overlays konfiguriert.
Das ist eine Abstrakte Beschreibung der Peripherie und deren 
Konfiguration.

Über ein (meist I2C) EEPROM kann das Cape automatische erkannt werden 
und somit das entsprechende Overlay und die Kernel Module vom BBB laden.

[Marian M. (mrhat2010)]

Felix schrieb:
> Wie wird das Board an den Beaglebone angeschlossen?
>
> Denn dieses Board ist ja spezifisch für den Beaglebone, da sollte auch
> dargestellt werden, wie die Kommunikation und I/Os zwischen den Boards
> aufgebaut ist.

Der FPGA wird über SPI konfiguriert und kommuniziert über den GPMC Bus.

[GPMC (Gast)]

Hier gibt es noch ein paar Details zu GPMC:

http://processors.wiki.ti.com/index.php/AM3715/03_GPMC_Subsystem

Below is the Throughput achived with Writes and Reads between the GPMC 
and the LPDDR.

Initiator  Data SizeBytes)  Achieved Throughput(MB/sec)
GPMC Tx(Write)   156000   51.54
GPMC Rx(Read)   156000   39.21

[Hans (Gast)]

Das Spielzeug sieht ganz nett aus.

Marian M. schrieb:
> Felix schrieb:
>> Wie wird das Board an den Beaglebone angeschlossen?
>>
>> Denn dieses Board ist ja spezifisch für den Beaglebone, da sollte auch
>> dargestellt werden, wie die Kommunikation und I/Os zwischen den Boards
>> aufgebaut ist.
>
> Der FPGA wird über SPI konfiguriert und kommuniziert über den GPMC Bus.

Ich hab damit bisher keine Erfahrung, daher entschuldigt meine (dummen) 
Fragen. Der VHDL Code wird ganz normal mit der IDE/icecube erstellt und 
synthetisiert. Anschließend überträgt man den Bitstream auf den 
Beaglebone und flasht mit dem Beaglebone den Bitstream auf das FPGA 
(bzw. dessen Flashspeichers). Ist das soweit korrekt?

Hat jemand eine Anletiung wie meinen FPGA mit dem Beaglebone flasht?

[Hans (Gast)]

Konnte mir meine Fragen soweit selber beantworten. Für das Beaglebone 
gibt es noch andere Capes mit FPGA. Hier ist eins, das eine recht 
ausführliche Doku hat:

https://www.element14.com/community/docs/DOC-69215/l/fpga-development-board-cape-for-the-beaglebone