Increíble límite de flexibilidad FPGA encontrado en la insignia Supercon 2019

Recientemente terminamos una exitosa Súper Conferencia de La-Tecnologia, donde lo más destacado para muchos profundizó en la insignia de hardware de este año. Con la forma general de una consola de juegos portátil Game Boy, el corazón de la insignia es una gran FPGA que abre un potencial nuevo y emocionante para la piratería de insignias.

Además de nuestras herramientas normales para compilar código personalizado o modificar hardware con un tutorial, ahora tenemos la opción de cambiar el comportamiento del hardware central con Verilog. Y la gente ha explorado a fondo esta nueva frontera, como se vio en la ceremonia de pirateo de insignias. (Video incrustado a continuación).

Los FPGA no son nuevos, es decir, hablando como hablando, ¿por qué son emocionantes ahora? Podemos apreciar su reciente aumento de capacidad, su costo en rápida caída y la disponibilidad relativamente nueva de cadenas de herramientas de código abierto. Estos desarrollos han elevado a FPGA en una de las tendencias de hardware más emocionantes de la actualidad, por lo que el maestro de insignias de este año [Sprite_TM] construyó un patio de juegos FPGA abierto para varios cientos de sus amigos Supercon más cercanos. Echemos un vistazo a lo que las personas pudieron lograr en solo unos días con este hardware único y poderoso.

Empiece temprano: cartuchos personalizados

Un poco de diversión comenzó incluso antes del fin de semana de la Supercon. El desarrollo de la insignia se realizó abiertamente a través de una página del proyecto La-Tecnologia.io y los repositorios públicos de Github para hardware y software. Cualquiera que lo pensara sabría qué esperar. Como el hecho de que cada placa viene con un cartucho prototipo vacío con memoria de bolsillo incorporada. Habiendo visto el proyecto del cartucho, a algunas personas les gusta [Thomas Flummer] decidió construir sus propios cartuchos personalizados frente a Supercon. Nos encanta ver el entusiasmo por una pieza de hardware que aún no han tocado.

Otros empezaron con la lona, ​​que era el cartucho vacío. Todo, desde una matriz de LED cuidadosamente organizada para charlexplexing, hasta [Ben Hencke] interacción con los controladores de Nintendo para juegos multijugador, al cable de salida de video VGA de [Ste Kulov], y mucho más.

Glorioso sonido de dinero

Junto con el cartucho vacío, también se distribuyó un modesto altavoz para ser soldado al amplificador de sonido y recortado frente a la placa. Pero rápidamente quedó claro que si alguien estaba dispuesto a vender temporalmente una de las bandejas de la batería, era posible conectar los cables de los altavoces desde la parte posterior de la placa. Este truco simple y popular resultó en un orador ordenado. Otros ignoraron por completo el pequeño altavoz y los reemplazaron con unidades más grandes, algunos como [Emily Velasco] apoyó sus grandes altavoces con refuerzo adicional.

Me cegaron con LED científicos y medios inalámbricos

Apoyando completamente a aquellos que solo quieren hacer parpadear los LED, la insignia tenía varios a bordo y la gente podía hacerlos parpadear con el código C o con Verilog. Pero la placa de perforación facilitó la adición de más LED, por lo que carecíamos de iluminación insignia. La colorida mesa de [Thomas Sarlandie] a la disposición destructiva de la retina de [Garrett Mace].

A diferencia del “LED parpadeante”, el [Celcyon] Equipo escudo de Odin que llegó ardiendo con ambiciones asombrosas. Su escudo habitual alojaba no solo el ESP32-WROOM-32 sino también el transmisor de radio inalámbrico sub-GHz RFM69HCW más el hardware de soporte. Todo esto cumple su propósito de transformar la insignia en la consola de control FPV para un robot, con imágenes de video que se muestran en una pantalla.

Pero la gente no necesitaba traer sus propias piezas para tener un desafío de hardware en sus manos. [Sprite_TM] insertado uno en la insignia: los diminutos LED incorporados son en realidad unidades RGB, pero liberar su color completo requiere sumergirse en esquemas y Verilog. (La placa con el LED requiriendo reflujo fue un desafío de nivel maestro aleatorio, la felicidad de [Ben] para que funcione de todos modos). [Ian Frosst] fue uno de los varios que dedicó tiempo a resolver el desafío del LED. Pero después de quemar muchas baterías, hizo un truco de calidad al agregar un pequeño módulo convertidor para drenar la energía del USB para que no corriera el riesgo de dañar las baterías (si las hubiera).

Elija realmente su propio evento de aventura

Incluso con las omisiones intencionales del desafío RGB, la insignia ofrecía mucha potencia desde el primer momento para aquellos que prefieren permanecer en el ámbito del software. Admiramos [Caroline] que no sabía que la programación en C llegaría el fin de semana, pero aprendió lo suficiente antes del final para crear una demostración de animación de paleta colorida. Las animaciones de la pantalla de presentación inspiradas en el juego han animado a otros a crear pantallas de presentación desde otros dominios. Fue divertido ver una vieja pantalla de Windows en la insignia.

Y finalmente, el mayor aplauso fue Linux-on-Badge: este equipo utilizó todos los trucos de pirateo de insignias del libro. El componente de hardware era un cartucho SDRAM de 32 MiB [Jacob Creedon]. La insignia de flujo de bits SOC FPGA predeterminada se ha reemplazado por completo para admitir Linux minimalista. Gran parte del desarrollo se hizo más [Michael Welling]una computadora, dirigida por el líder de un proyecto LiteX que pone Linux en Radiona ULX3S. Esta es una verdadera historia de éxito de la colaboración de Supercon como equipo (inclusive [Drew Fustini], [Tim Ansell], [Sean Cross], y muchos otros) se reunieron y trabajaron hasta altas horas de la noche, aprovechando el enorme cuerpo de competencia colectiva de la comunidad.

¿Qué sigue para estas insignias FPGA?

Es posible que la ceremonia de pirateo de insignias haya terminado con la actuación del fin de semana, pero esperamos que no sea el final de la historia. Muchos dijeron que tienen la intención de seguir jugando con la insignia después de la conferencia, con proyectos que van desde imágenes gráficas en 3D hasta movimientos precisos. Es un hardware mucho más interesante que la tabla de clasificación de cualquier fabricante de FPGA, y nos gustaría que la colaboración del proyecto continuara en nuestro chat comunitario. ¡Esta insignia es demasiado buena para dejar que acumule polvo en un estante!

  • MikePDX dice:

    “Es un hardware mucho más interesante que la placa de clasificación de cualquier fabricante de FPGA” ¡Sí! No pude asistir, así que desearía poder conseguir uno, como un conjunto de piezas o, mejor aún, todo junto. ¡Esperamos que aumenten los proveedores de SST!

    • macegr dice:

      La insignia probablemente sería un poco cara. Hay placas ICE40 y ECP5 de uso general por ahí, recomiendo encarecidamente tomar una lo antes posible en lugar de esperar a que alguien rehaga la insignia. Consulte el iCEbreaker (disponible ahora) y el ULX3S (https://la-tecnologia.com/2019/01/14/ulx3s-an-open-source-lattice-ecp5-fpga-pcb/) disponibles pronto. También obtuve UPduino 2.1, que es un escape iCE40 de factor de forma pequeño por solo $ 20, pero aún no he revisado hello_world para hacer afirmaciones sobre qué tan bien funciona.

      • Elliot Williams dice:

        Hay muchas opciones en el espacio UP5 en este momento. iCEbreaker, los Upduinos, incluso Fomu. Varían en términos de periféricos, diseño y precio, pero no puedes equivocarte con ninguno de ellos, en mi opinión. Puede poner una CPU de un solo núcleo en cualquiera de estos y aún tiene espacio para jugar. Incluso operarán un micrófono.

        Sin embargo, el ECP5 FPGA es mucho más grande y es mucho más divertido hacer un proyecto de sistema en chip más complicado como la insignia. Actualmente se trata de esta insignia y el ULX3S, que es un diseño realmente agradable. También estoy prestando atención al TinyFPGA EX, que aparecerá pronto. Nuevamente, estos cubren un buen rango de precios / espectros periféricos.

        Puede que tenga que recoger un montón de ellos y disparar …

    • kernelbob dice:

      Insertar [Fry “Shut up and take my money!”] fotografía.

      También me encantaría poder conseguir uno. Seguí los trucos en el servidor 1BitSquared Discord. Varias personas están pirateando allí.

      Ya estoy pirateando iCEBreaker. ECP5 es el siguiente paso de mi software y no he visto desarrolladores tan interesantes como la insignia.

      • Elliot Williams dice:

        ULX3S y TinyFPGA EX están en proceso y deberían estar disponibles “pronto”.

        Nuestra insignia es casi desagradable, producida en serie y ahora está en las manos. (Si estuvieras en la combinación).

        Si no, ¡todo es de código abierto! 🙂

        • izumitelj dice:

          ULX3S ha estado disponible al menos durante los últimos 2 años. Su diseño maduro (ab) es utilizado a diario por muchos estudiantes de la facultad de electrónica en Zagreb, entre otros. También hay un diseño de memoria abierta completo, del cual algunas placas EC5, como una súper insignia, toman prestado. Ya está disponible en algunas fuentes.

  • Tim Trzepacz dice:

    Al menos algunos de nosotros también diseñamos recintos impresos en 3D para la insignia:
    https://la-tecnologia.io/project/168478-la-tecnologia-superconference-2019-badge-enclosure

Alberto Gimenez
Alberto Gimenez

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