TRUE-ONE FPGA Geliştirme Kartı Üzerinde VHDL Dili ile VGA Metin Gösterimi ve Renk Uygulaması
TRUE-ARTDAC7 FPGA Geliştirme Kartı ile VHDL Dilinde Lorenz Kaotik Sistemi ve Faz Portreleri
Şirketimiz bünyesinde tamamen yerli ve özgün olarak geliştirilen TRUE-ONE FPGA geliştirme kartı kullanılarak VHDL donanım tanımlama dili ile UART TX haberleşme uygulaması gerçekleştirilmiştir.
Uygulama kapsamında TRUE-ONE FPGA geliştirme kartı üzerinde bulunan 100 MHz sistem saati kullanılarak 9600 baud hızında çalışan bir UART TX yapısı oluşturulmuştur. Tasarlanan UART modülü ile kart üzerindeki switchlerden elde edilen 8-bit paralel veri, seri haberleşme formatına dönüştürülerek bilgisayara aktarılmıştır.
UART veri iletimi sırasında haberleşme hattında sırasıyla Start biti, 8-bit veri ve Stop biti oluşturulmuştur. Veri bitleri UART protokolüne uygun olarak LSB First biçiminde seri hatta gönderilmiştir. Her bir bitin hatta kalma süresi, FPGA sistem saat frekansı ile baud rate değeri kullanılarak hesaplanan sayaç yapısı üzerinden kontrol edilmiştir.
Uygulamada UART haberleşmesinin yönetilebilmesi amacıyla FPGA içerisinde durum makinesi tabanlı bir yapı oluşturulmuştur. Tasarım; BOSTA, BASLA, GONDER, BITIR ve TAMAM durumlarından oluşacak şekilde geliştirilmiş ve UART veri paketinin tamamı bu durum makinesi üzerinden kontrol edilmiştir.
TRUE-ONE kartı üzerindeki switchlerden alınan 8-bit veri belirli zaman aralıklarında UART TX modülüne aktarılmış ve oluşturulan seri veri kart üzerinde bulunan USB-UART (FTDI) arayüzü üzerinden bilgisayara gönderilmiştir. Bilgisayar tarafında alınan veriler HTerm uygulaması kullanılarak binary formatta görüntülenmiş ve switchlerden gönderilen 8-bit değerlerin doğru şekilde bilgisayara ulaştığı doğrulanmıştır.
Uygulamanın donanımsal olarak da doğrulanabilmesi amacıyla FPGA tarafından oluşturulan aynı UART TX sinyali kart üzerindeki pin header çıkışına yönlendirilmiştir. Bu çıkış, DSLogic Plus lojik analizör cihazının giriş kanalına bağlanmış ve UART TX hattındaki fiziksel sinyal DSView uygulaması üzerinden incelenmiştir.
DSView içerisinde UART protokol çözücüsü kullanılarak seri hatta gönderilen 8-bit veri binary formatta görüntülenmiş ve HTerm uygulamasında elde edilen veri ile karşılaştırılmıştır. Böylece FPGA tarafından oluşturulan UART TX sinyali hem USB-UART üzerinden yazılım seviyesinde hem de lojik analizör üzerinden fiziksel sinyal seviyesinde doğrulanmıştır.
Hazırlanan VHDL tasarımının sentez ve bitstream oluşturma aşamalarının ardından uygulama TRUE-ONE FPGA geliştirme kartına yüklenerek gerçek donanım üzerinde test edilmiştir. Switchlerin konumları değiştirilerek farklı 8-bit veriler gönderilmiş, bu verilerin HTerm ve DSView uygulamalarında aynı şekilde görüntülendiği başarıyla gözlemlenmiştir.
Bu uygulama ile UART haberleşme yapısı, baud rate kavramı, Start ve Stop bitleri, LSB First veri iletimi, durum makinesi tasarımı, seri veri aktarımı, USB-UART haberleşmesi ve lojik analizör ile dijital sinyal doğrulama gibi temel FPGA tasarım ve haberleşme konularının uygulamalı olarak gösterilmesi amaçlanmıştır.
True İnovasyon A.Ş. olarak elektronik tasarım, gömülü sistemler, FPGA teknolojileri, sayısal tasarım, haberleşme sistemleri ve ürün geliştirme alanlarındaki eğitim ve Ar-Ge çalışmalarımıza devam ediyoruz.
