Microsemi DG0852 PolarFire FPGA temperatur og voltage sensor

Produktinformation: DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA
Temperatur og voltage sensor

DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA temperatur og voltage Sensor er et produkt designet til at måle temperatur og voltage. Produktet er fremstillet af Microsemi, med hovedkontor i Aliso Viejo, Californien, USA.

Designkrav

For at produktet kan fungere tilstrækkeligt, omfatter designkravene brugen af ​​PolarFire FPGA Temperature og Voltage Sensor, som er en lavt strømforbrugende og omkostningseffektiv FPGA.

Forudsætninger

For at bruge DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA Temperature and Voltage Sensor, skal du have et system, der understøtter Libero Design Flow-softwaren, som er ansvarlig for designimplementeringen og simuleringsflowet.

Demo design

Demodesignet involverer implementering af en temperatur og voltage målesystem ved hjælp af PolarFire FPGA Temperature og Voltage Sensor.

Design Implementering

Implementeringsprocessen omfatter følgende trin:

• Syntetisere - dette trin involverer konvertering af designkravene til et HDL-format, som FPGA'en kan forstå.
• Placer og rute - dette trin involverer at placere de syntetiserede kredsløb på chippen og dirigere sammenkoblinger.
• Bekræft timing – dette trin kontrollerer, om designets tidsbegrænsninger er opfyldt.
• Generer FPGA-arraydata – dette trin genererer de data, der indlæses på FPGA'en.
• Generer bitstrøm – dette trin genererer den bitstrøm, der vil blive downloadet til mål-FPGA-enheden.
• Kør PROGRAM Action – dette trin programmerer enheden med bitstrømmen.

Simuleringsflow

Simuleringsflowet involverer simulering af designet for at sikre, at det opfylder designkravene.

• Simulering af designet – dette trin involverer simulering af designet ved hjælp af Libero Design Flow-softwaren for at sikre, at det opfylder designkravene.

Produktbrugsvejledning

For at bruge DG0852 Demo Guide PolarFire FPGA Temperatur og
Voltage Sensor, følg disse trin:

1. Sørg for, at dit system understøtter Libero Design Flow-softwaren.
2. Download og installer Libero Design Flow-softwaren fra Microsemi's webwebsted.
3. Følg designimplementeringstrinene beskrevet i brugervejledningen for at implementere din temperatur og voltage målesystem.
4. Simuler designet ved hjælp af Libero Design Flow-softwaren for at sikre, at det opfylder designkravene.
5. Programmer enheden med bitstrømmen ved at bruge trinnet Kør PROGRAM handling, der er beskrevet i brugervejledningen.
6. Tilslut din temperatur og voltage sensorer til PolarFire
   FPGA temperatur og voltage Sensor for at begynde at måle temperatur og voltage.

For yderligere produktsupport eller forespørgsler, kontakt Microsemis salgs- eller kundesupportteams via telefon eller e-mail, som angivet i brugermanualen.

Microsemi hovedkvarter
One Enterprise, Aliso Viejo,
CA 92656 USA
Inden for USA: +1 800-713-4113
Uden for USA: +1 949-380-6100 Salg: +1 949-380-6136
Fax: +1 949-215-4996
E-mail: sales.support@microsemi.com www.microsemi.com
©2021 Microsemi, et helejet datterselskab af Microchip Technology Inc. Alle rettigheder forbeholdes. Microsemi og Microsemi-logoet er registrerede varemærker tilhørende Microsemi Corporation. Alle andre varemærker og servicemærker tilhører deres respektive ejere.
Microsemi giver ingen garanti, repræsentation eller garanti vedrørende informationen indeholdt heri eller egnetheden af ​​dets produkter og tjenester til et bestemt formål, og Microsemi påtager sig heller ikke noget som helst ansvar, der opstår som følge af anvendelsen eller brugen af ​​et produkt eller et kredsløb. Produkterne, der sælges nedenfor, og alle andre produkter, der sælges af Microsemi, har været genstand for begrænset testning og bør ikke bruges sammen med missionskritisk udstyr eller applikationer. Eventuelle ydeevnespecifikationer menes at være pålidelige, men er ikke verificerede, og Køber skal udføre og gennemføre al ydeevne og anden test af produkterne, alene og sammen med eller installeret i eventuelle slutprodukter. Køber må ikke stole på nogen data og ydeevnespecifikationer eller parametre leveret af Microsemi. Det er Købers ansvar selvstændigt at bestemme egnetheden af ​​ethvert produkt og at teste og verificere det samme. Oplysningerne leveret af Microsemi nedenfor leveres "som de er, hvor de er" og med alle fejl, og hele risikoen forbundet med sådanne oplysninger er udelukkende hos køberen. Microsemi giver ikke, eksplicit eller implicit, til nogen part nogen patentrettigheder, licenser eller andre IP-rettigheder, hvad enten det er med hensyn til sådan information selv eller noget, der er beskrevet af sådanne oplysninger. Oplysningerne i dette dokument tilhører Microsemi, og Microsemi forbeholder sig retten til at foretage enhver ændring af oplysningerne i dette dokument eller til produkter og tjenester til enhver tid uden varsel.

Om Microsemi
Microsemi, et helejet datterselskab af Microchip Technology Inc. (Nasdaq: MCHP), tilbyder en omfattende portefølje af halvleder- og systemløsninger til rumfart og forsvar, kommunikation, datacentre og industrielle markeder. Produkterne omfatter højtydende og strålingshærdede analoge blandede signal-integrerede kredsløb, FPGA'er, SoC'er og ASIC'er; strømstyring produkter; timing- og synkroniseringsenheder og præcise tidsløsninger, der sætter verdens standard for tid; stemmebehandlingsudstyr; RF-løsninger; diskrete komponenter; enterprise storage og kommunikationsløsninger, sikkerhedsteknologier og skalerbar anti-tamper produkter; Ethernet-løsninger; Power-over-Ethernet IC'er og midspans; samt tilpassede designmuligheder og tjenester. Lær mere på www.microsemi.com.

Revisionshistorie

Revisionshistorikken beskriver de ændringer, der blev implementeret i dokumentet. Ændringerne er listet efter revision, startende med den seneste publikation.

Revision 3.0
Det følgende er en oversigt over ændringerne i denne revision.

• Tilføjet tillæg 2: Kørsel af TCL-scriptet, side 15.
• Opdateret figur 2, side 4.
• Opdateret figur 3, side 5.

Revision 2.0
Det følgende er en oversigt over ændringerne i denne revision.

• Opdaterede dokumentet til Libero SoC v12.2.
• Fjernede henvisningerne til Libero versionsnumre.

Revision 1.0
Den første udgivelse af dette dokument.

PolarFire FPGA temperatur og voltage sensor

Hver PolarFire-enhed er udstyret med en temperatur og voltage Sensor (TVS). TVS rapporterer matricetemperatur og voltage af enhedsforsyningsskinner i digital form til FPGA-stoffet.
TVS er implementeret ved hjælp af en 4-kanals ADC, og kanalinformationen er givet som følger:

• Kanal 0 – 1 V voltage forsyning
• Kanal 1 – 1.8 V voltage forsyning
• Kanal 2 – 2.5 V voltage forsyning
• Kanal 3 – Dysetemperatur

TVS udsender en 16-bit kodet værdi, der repræsenterer voltage eller temperatur, og tilsvarende kanalnummer. Temperaturen og voltagInformationen oversættes til standardtemperatur og voltage værdier. For mere information, se UG0753: PolarFire FPGA Security User Guide.
Denne demo fremhæver TVS-funktionen i PolarFire ved hjælp af en UART-baseret applikation (GUI). Demodesignet pumper løbende data fra TVS-kanaler til UART, som vises på GUI'en. Dette demodesign viser også, hvordan man simulerer TVS-funktionen på PolarFire-enheden.
Demodesignet kan programmeres ved hjælp af en af ​​følgende muligheder:

• Bruger jobbet file: For at programmere enheden ved hjælp af jobbet file leveres sammen med designet files, se Appendiks 1: Programmering af enheden ved hjælp af FlashPro Express, side 12.
• Brug af Libero SoC: For at programmere enheden ved hjælp af Libero SoC, se Libero Design Flow, side 8. Brug denne mulighed, når demodesignet er ændret.

Designkrav
Følgende tabel viser hardware- og softwarekravene til dette demodesign.

Note: Libero SmartDesign og konfigurationsskærmbilleder vist i denne vejledning er kun til illustrationsformål. Åbn Libero-designet for at se de seneste opdateringer.

Forudsætninger
Før du begynder:

1. Til demo design files download link:
   http://soc.microsemi.com/download/rsc/?f=mpf_dg0852_df
2. Download og installer Libero SoC (som angivet i webwebsted for dette design) på værts-pc'en fra følgende placering:
   https://www.microsemi.com/product-directory/design-resources/1750-libero-soc
   De seneste versioner af ModelSim-, Synplify Pro- og FTDI-drivere er inkluderet i Libero SoC-installationspakken.

Demo design
Det øverste blokdiagram af TVS-designet er vist i den følgende figur. Alle fire kanaler på TVS er aktiveret i designet til at overvåge matricens temperatur og voltage skinner. Fabric-logikken fanger TVS-kanalernes output og sender til UART IF gennem CoreUART IP.

GUI'en modtager kanalvise TVS-værdier og dekoder som beskrevet for at vise dem:
Dysetemperatur:
Temperaturkanalernes 16-bit outputværdi er repræsenteret i Kelvin og kan afkodes som angivet i følgende tabel. F.eksample, temperaturkanalens udgangsværdi på 0x133B indebærer 307.56 Kelvin.

Voltage:
De data, der er til stede på VALUE- og CHANNEL-output, er kun gyldige, når VALID-output er hævdet. Når en kanal er deaktiveret ved at deaktivere den tilsvarende kanalaktiveringsindgang, er kanaldataene på udgangene ikke gyldige, selvom det GYLDIGE output er hævdet. Voltage-kanalers 16-bit udgangsværdi er repræsenteret i millivolt (mV) og kan afkodes som angivet i følgende tabel. F.eksample, bindtage-kanalers udgangsværdi på 0x385E indebærer 1803.75 mV.

Design Implementering
Følgende figur viser Libero SoC-softwaredesignimplementeringen af ​​TVS-demodesignet.
Figur 2 • TVS Demo Design

Designet på øverste niveau omfatter følgende komponenter:

• TVS_IP_0 Makro
• Core_UART_0
• TVS_to_UART_0 logik
• ur_gen_0
• INIT_MONITOR_0 og PF_RESET_0

TVS_IP_0 Makro
Følgende figur viser TVS-grænsefladekonfiguratoren.GUI'en viser matricetemperaturen i grader Celsius ved at konvertere Kelvin-værdier. Celsius værdi = Kelvin værdi – 273.15

TVS_to_UART_0
TVS til UART-logikken fanger temperatur og voltage-værdier fra TVS-makroen og sender dataene til Core_UART_0.

ur_gen_0
CCC er konfigureret til at generere 100 MHz uret.

Simuleringsflow
TVS-simuleringsmodellen opdaterer output fra TVS-makroen baseret på læseinstruktioner givet i .mem file eller .txt file. De file navn skal videregives til simuleringsmodellen for at TVS-udgangene kan skifte. Parameteren, der bruges til at gemme .mem file navnet hedder "TVS_MEMFILE”. Tilføj følgende vsim-kommando for at videregive file navn. -gTVS_MEMFILE="PATH_TO_FILE_RELATIVE_TO_SIMULATION_FOLDER"

MEM File Format
Følgende format af file er i hex:

.mem file indeholder simuleringstiden efterfulgt af de digitale værdier (16-bit) af de fire ADC-kanaler på det tidspunkt. Der kræves en værdi for kanalen, selvom den ikke bruges. Værdien kan være 0. Simuleringen starter med, at alle kanaludgange er 0. Mønsteret kan gentages flere gange i .mem file for at afspejle flere værdier af kanaludgangene. Indholdet af mem file er begrænset til 256 linjer.

Simulering af designet
Libero-projektet inkluderer en testbænk til at simulere TVS-blokken. Testbænken fanger alle fire TVS-kanalværdier ved hjælp af CoreUART IP. De digitale værdier for de fire kanaler sendes gennem .mem file.

Simuleringsindstillinger
At passere mem file for simulering skal du udføre følgende trin:

1. Åbn Libero SoC-projektindstillingerne (Projekt > Projektindstillinger).
2. Vælg Vsim-kommandoer under simuleringsindstillingerne. Indtast- gTVS_MEMFILE=”tvs_values.mem” i feltet Yderligere indstillinger, og klik derefter på Gem.

A sample tvs_values.mem findes i simuleringsmappen. .mem file skal foreligge i simuleringsmappe af Libero-projektet. tvs_values.mem file fanger det 16-bit digitale output fra TVS-blokken på forskellige tidspunkter.

For at simulere designet skal du udføre følgende trin:

1. På fanen Designflow skal du højreklikke på Simuler under Bekræft præ-syntesedesign og derefter vælge Åbn interaktivt.
   Figur 5 • Design Flow—SimulerNår simuleringen er afsluttet, vises Wave-vinduet som vist i følgende figur. Da alle de fire kanaler er aktiveret, udsender TVS-kredsløbet værdien af ​​de fire kanaler på et givet tidspunkt på VALUE-udgangen sammen med kanalnummeret på CHANNEL-udgangen. De data, der er til stede på VALUE- og CHANNEL-output, er kun gyldige, når VALID-output er hævdet. Bemærk følgende fra simuleringsresultaterne:
   • Efter kanalen er aktiveret til konvertering, tager TVS-blokken 390 mikrosekunder at fuldføre konverteringen.
   • Hver kanal har en konverteringsforsinkelse på 410 mikrosekunder.
   • Konverteringsraten er lig med 1920 mikrosekunder, hvilket er det samme som konverteringsraten indstillet i TVS-konfiguratoren.
   • TVS-blokken genererer outputværdierne baseret på værdierne givet i tvs_values.mem file.
     
2. Luk ModelSim Pro ME og Libero-projektet.

Libero Design Flow

Dette kapitel beskriver Libero design flowet af demodesignet. Libero designflowet involverer følgende trin:

• syntetisere
• Sted og rute
• Bekræft timing
• Generer Bitstream
• Kør PROGRAM handling
  Følgende figur viser disse muligheder på fanen Design Flow.

Figur 7 • Libero Design Flow Optionssyntetisere
Udfør følgende trin for at syntetisere designet:

1. Dobbeltklik på Synthesize i vinduet Design Flow.
   Når syntesen er vellykket, vises et grønt flueben som vist i figur 7, side 8.
2. Højreklik på Synthesize og vælg View Rapporter til view synteserapporten og loggen files på fanen Rapporter.

Sted og rute

1. Dobbeltklik på Placer og rute i vinduet Design Flow.
   Når sted og rute er vellykket, vises et grønt flueben som vist i figur 7, side 8.
2. Højreklik på Placer og rute, og vælg View Rapporter til view sted og rute rapport og log files på fanen Rapporter.

Ressourceudnyttelse
Følgende tabel viser ressourceudnyttelsen af ​​designet efter sted og rute. Disse værdier kan variere lidt for forskellige Libero-kørsler, indstillinger og frøværdier.

Bekræft timing
For at bekræfte timing skal du udføre følgende trin:

1. Dobbeltklik på Bekræft timing i vinduet Design Flow.
2. Når designet opfylder tidskravene, vises et grønt flueben som vist i figur 7, side 8.
3. Højreklik på Bekræft timing og vælg View Rapporter til view verificere timing-rapporten og loggen files på fanen Rapporter.

Generer FPGA-arraydata
For at generere FPGA-arraydata skal du dobbeltklikke på Generate FPGA Array Data fra vinduet Design Flow.
Et grønt flueben vises efter vellykket generering af FPGA-arraydata som vist i figur 7, side 8.

Generer Bitstream
For at generere bitstrømmen skal du udføre følgende trin:

1. Dobbeltklik på Generer bitstrøm fra fanen Designflow.
   Når bitstrømmen er genereret med succes, vises et grønt flueben som vist i figur 7, side 8.
2. Højreklik på Generer bitstrøm og vælg View Rapporter til view den tilsvarende log file i fanen Rapporter.

Kør PROGRAM handling
Efter generering af bitstrømmen skal PolarFire-enheden programmeres. For at programmere PolarFire-enheden skal du udføre følgende trin:

1. Sørg for, at følgende jumperindstillinger er indstillet på brættet.
2. Tilslut strømforsyningskablet til J9-stikket på kortet.
3. Tilslut USB-kablet fra værts-pc'en til J5 (FTDI-port) på kortet.
4.  Tænd for kortet ved hjælp af SW3-skydekontakten.
5. Dobbeltklik på Kør PROGRAM-handling fra fanen Libero > Design Flow.
   Når enheden er programmeret korrekt, vises et grønt flueben som vist på figur 7, side 8.

Kører demo

Dette kapitel beskriver, hvordan du installerer og bruger den grafiske brugergrænseflade (GUI) til at køre TVS-demoen. PolarFire TVS-demoapplikationen er en simpel GUI, der kører på værts-pc'en for at kommunikere med PolarFire-enheden.
Udfør følgende trin for at installere GUI:

1. Udpak indholdet af mpf_dg0852_df.rar file. Fra mappen mpf_dg0852_df\GUI\TVS_Monitor_GUI_Installer skal du dobbeltklikke på setup.exe file.
2. Følg instruktionerne, der vises på installationsguiden.
   Efter vellykket installation vises TVS_Monitor_GUI på startmenuen på værts-pc'ens skrivebord.

For at køre TVS-demoen skal du udføre følgende trin:

1. Fra menuen Start skal du klikke på TVS_Monitor_GUI for at starte programmet. Sørg for, at kortet er tilsluttet, og at passende Log-mappe er valgt.
2. Klik på Opret forbindelse. Ved vellykket forbindelse viser GUI'en temperatur og voltage værdier. Log file er skabt med tiden stamp i file navn på logmappens placering.
   Som standard peger Log Folder på 'SupportFiles' mappe i installationsmappen. Brugeren kan ændre logmappens placering, før der oprettes forbindelse til kortet.
   Note: Sørg for, at logmappen ikke er en systembegrænset placering. I dette tilfælde skal brugeren starte GUI'en med administratorrettigheder (højreklik og kør som admin).
3. Upper Limit, Lower Limit og minimumsvariationen til at logge for hver af kanalerne kan konfigureres i setup.ini file. Kanalværdier logges i loggen file hvis der er en variation, der overstiger de angivne 'min var'-værdier i setup.ini file.
   Følgende figur viser standardtemperaturen og voltage-værdier for kanal 0 (1.05 V). Plottet svarer til værdierne for kanal 0. På samme måde skal du vælge de andre kanaler og view deres tilsvarende værdier og plots.
   Figur 8 • Valg af COM-port og tilslutning—Kanal 0 Note: GUI'en opdaterer TVS-kanalværdierne med forsinkelsen indtastet i feltet Delay (ms).

Bilag 1: Programmering af enheden ved hjælp af FlashPro Express

Dette afsnit beskriver, hvordan du programmerer PolarFire-enheden med .job-programmeringen file ved hjælp af FlashPro Express. Jobbet file fås i følgende design files mappeplacering:
mpf_dg0852_df\Programmering_Job
For at programmere enheden skal du udføre følgende trin:

1. Sørg for, at jumperindstillingerne på kortet er de samme som angivet i tabel 5, side 10.
   Note: Strømforsyningskontakten skal være slået fra, mens der foretages jumperforbindelser. v
2. Tilslut strømforsyningskablet til J9-stikket på kortet.
3. Tilslut USB-kablet fra værts-pc'en til J5 (FTDI-porten) på kortet.
4. Tænd for kortet ved hjælp af SW3-skydekontakten.
5. Start FlashPro Express-softwaren på værts-pc'en.
6. Klik på Ny eller vælg Nyt jobprojekt fra FlashPro Express-job i menuen Projekt for at oprette et nyt jobprojekt, som vist i følgende figur.
7. Indtast følgende i dialogboksen Nyt jobprojekt fra FlashPro Express Job:
   • Programmering job file: Klik på Gennemse, naviger til det sted, hvor .job file er placeret, og vælg file. Standardplaceringen er: \mpf_dg0852_df\Programmering_job.
   • FlashPro Express jobprojektplacering: Klik på Gennemse, og naviger til den placering, hvor du vil gemme projektet.
     Figur 10 • Nyt jobprojekt fra FlashPro Express Job
8. Klik på OK. Den nødvendige programmering file er valgt og klar til at blive programmeret i enheden.
9. FlashPro Express-vinduet vises som vist i følgende figur. Bekræft, at et programmeringsnummer vises i programmeringsfeltet. Hvis det ikke gør det, skal du bekræfte kortforbindelserne og klikke på Opdater/genscan programmerere.
   Figur 11 • Programmering af enheden
10. Klik på KØR for at programmere enheden. Når enheden er programmeret med succes, vises en RUN PASSED status som vist i den følgende figur. Se Kørsel af demoen, side 11 for at køre TVS-demoen.
11. Luk FlashPro Express, eller klik på Afslut på fanen Projekt.

Bilag 2: Kørsel af TCL-scriptet

TCL-scripts er inkluderet i designet files mappe under mappen TCL_Scripts. Om nødvendigt kan designflowet reproduceres fra designimplementering til generering af job file.
Følg nedenstående trin for at køre TCL:

1. Start Libero-softwaren
2. Vælg Projekt > Udfør script...
3. Klik på Gennemse, og vælg script.tcl fra den downloadede TCL_Scripts-mappe.
4. Klik på Kør.
   Efter vellykket udførelse af TCL-script, oprettes Libero-projektet i TCL_Scripts-biblioteket.
   For mere information om TCL-scripts, se mpf_dg0852_df/TCL_Scripts/readme.txt.
   Se Libero® SoC TCL Command Reference Guide for flere detaljer om TCL-kommandoer. Kontakt teknisk support for alle forespørgsler, du støder på, når du kører TCL-scriptet

Dokumenter/ressourcer

Microsemi DG0852 PolarFire FPGA temperatur og voltage sensor [pdfBrugervejledning DG0852 PolarFire FPGA temperatur og voltage Sensor, DG0852, PolarFire FPGA temperatur og voltage Sensor, PolarFire FPGA, Temperatur og Voltage Sensor, Voltage Sensor, sensor

Referencer

• Brugermanual