ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΥΨΗΛΩΝ ΕΠΙΔΟΣΕΩΝ Ρ203

/in , , , /by

Για την έγκαιρη προετοιμασία για το μάθημα Ρ203, παρακαλώ να κάνετε τα παρακάτω υποχρεωτικά βήματα:
1. Επισκεφθείτε το site της εταιρίας Altera (www.altera.com) όπου μπορείτε να βρείτε στοιχεία για τα προϊόντα της εταιρίας. Ας σημειωθεί ότι η Altera ανήκει πλέον στην Intel.
1α. Στην εισαγωγική σελίδα επιλέξτε Learn More About FPGAs και καταφορτώστε το free book FPGAs for Dummies. Διαβάστε το για μια σύντομη εισαγωγή.
1β. Επίσης, στην αρχική σελίδα επισκεφθείτε το section FPGAS SHAPPING THE FUTURE και μεταβείτε στο See the Applications. Ενημερωθείτε για τις εφαρμογές που βρίσκουν τα
σύγχρονα συστήματα προγραμματιζόμενης λογικής.
1γ. Από το αρχικό μενού μεταβείτε στη σελίδα Products και στη συνέχεια All Products (κάτω αριστερά):
https://www.altera.com/products.html.
Ενημερωθείτε για τις οικογένειες των διατάξεων Προγραμματιζόμενης Λογικής της Intel.
1δ. Στη σελίδα products επισκεφθείτε τον τομέα Boards and Kits. Ενημερωθείτε για τα αναπτυξιακά kits της Ιntel/Αltera
2. Στην παραπάνω ιστοσελίδα της Altera επισκεφθείτε τη σελίδα καταφόρτωσης εργαλείων σχεδίασης (Design Tools). Θα καταφορτώσουμε τα εξής:
2Α. Το λογισμικό σχεδίασης και σύνθεσης Quartus Prime, Lite Edition v. 17.1:
http://dl.altera.com/?edition=lite
Μπορείτε να μην επιλέξετε υποστήριξη για τις διατάξεις Arria II και Max II, Max V. Τα υπόλοιπα θα σας φανούν χρήσιμα. Καταφορτώστε μαζί με το Quartus Prime και το Nios II EDS (επιλέξτε στο αντίστοιχο κουτάκι στη σελίδα καταφόρτωσης, καθώς και το λογισμικό ModelSim (includes Starter Edition) που θα το τσεκάρετε στην ίδια σελίδα. Τα λογισμικά αυτά είναι ελεύθερα. Mπορείτε να τα εγκαταστήσετε στον υπολογιστή σας, ακολουθώντας μια ενιαία διαδικασία εγκατάστασης, που θα δημιουργήσει στα Προγράμματα έναν τομέα Intel FPGAs 17.1 Lite Edition. Βεβαιωθείτε ότι η εγκατάσταση έγινε κανονικά ανοίγοντας το Quartus Prime Lite Edition. Αν ρωτηθείτε αν θέλετε να προμηθευτείτε κάποια άδεια (license) μην το επιλέξετε. Απλά
εκτελέστε (Run) το Quartus.
2Β. Το λογισμικό σχεδίασης DSPBuilder. Διαβάστε προσεχτικά παρακάτω:

Β1. Το λογισμικό DSPBuilder προϋποθέτει ότι έχετε εγκατεστημένο στον υπολογιστή σας το MATLAB (64 bit, τουλάχιστο την έκδοση R2013b, βέλτιστο R2016b ή νεώτερο). Παρακαλώ εγκαταστήστε στον υπολογιστή σας υποχρεωτικά μια τέτοια έκδοση του Matlab. Αν δεν διαθέτετε απευθυνθείτε σε μένα ή στον κ. Βολογιαννίδη. Ο DSPBuilder είναι βιβλιοθήκη του Simulink του Matlab.
Β2. Στο download Center της Altera μεταβείτε (αριστερά επάνω) Design Software->DSPBuilder for Intel FPGAs:
http://dl.altera.com/?product=dsp_builder#tabs-4
Θα εμφανιστεί το Add-On DSPBuilder τσεκαρισμένο. Καταφορτώστε το.
Στη συνέχεια εγκαταστήστε το. Προσοχή: ΠΡΕΠΕΙ να έχετε εγκαταστήσει πρώτα το Quartus Prime, ακολουθώντας τη διαδικασία που περιγράψαμε παραπάνω. Κατά τη διαδικασία εγκατάστασης θα ρωτηθείτε για το directory όπου έχετε εγκατεστημένο το Matlab. Δώστε τη διαδρομή όπου θα βρεί τον φάκελο bin (εκεί υπάρχει το executable του Matlab). Μην προσθέσετε το bin στη διαδρομή (το βρίσκει μόνος του).
Αφού ολοκληρωθεί η εγκατάσταση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον DSPBuilder ανοίγοντας το Matlab ως εξής:
Όλα τα Προγράμματα-> Intel FPGA 17.1 Lite Edition -> DSPBuilder 17.1 -> DSPBuilder Start in Matlab (version).
Παρατηρήστε ότι ανάμεσα στις βιβλιοθήκες του Simulink υπάρχουν δύο DSP blocksets της Altera (Standard and Advanced). Οι βιβλιοθήκες αυτές δεν εμφανίζονται αν εκκινήσουμε το Matlab ανεξάρτητα, χωρίς να ακολουθήσουμε την παραπάνω διαδρομή.
Προσοχή: Ο DSPBuilder για να είναι πλήρως λειτουργικός χρειάζεται άδεια. Αν και η άδεια κοστίζει πολύ ακριβά, η Intel όταν είναι στις καλές της διαθέτει academic license (εμένα μου έδωσε free). Για το σκοπό αυτό:
Εγγραφείτε ως μέλη (members)
https://www.altera.com/support/training/university/members.html
Enrollment request: Δώστε τα στοιχεία σας με ακρίβεια και ειλικρίνεια
Ακολουθήστε τη συνήθη διαδικασία επικύρωσης μέσω email.
Kάντε License Request :
https://www.altera.com/support/training/university/members-licenses.html
Θα ζητήσετε stand alone PC και θα τσεκάρετε τον DSP Builder. Στο additional information αναφέρετε το Μεταπτυχιακό και το μάθημα και πείτε ότι άλλο νομίζετε ότι θα τους συγκινήσει. Δώστε site ΠΜΣ και στοιχεία μαθήματος, καθώς και site μαθήματος:

http://robotics.teicm.gr/lesson/%CF%83%CF%87%CE%B5%CE%B4%CE%AF%CE%B1%CF%83%CE%B7-%CF%83%CF%85%CF%83%CF%84%CE%B7%CE%BC%CE%AC%CF%84%CF%89%CE%BD-%CF%85%CF%88%CE%B7%CE%BB%CF%8E%CE%BD-%CE%B5%CF%80%CE%B9%CE%B4%CF%8C%CF%83%CE%B5%CF%89/

Θα σας περάσουν από χίλια κόσκινα και ΜΠΟΡΕΙ να σας κάνουν approve ένα license, μετά από κανα δύο μέρες. Θα σας στείλουν οδηγίες εγκατάστασης του License. Μελετήστε και ακολουθείστε τις με προσοχή μέσω του Self Service Licensing Center. Θα χρειαστεί να δώσετε το όνομα και το MAC Address του υπολογιστή όπου θα εγκαταστήσετε το license.
Μην δοκιμάσετε να τους εξαπατήσετε στo θέμα αυτό, θα χάσετε το χρόνο σας. Αν έχετε δυσκολίες τηλεφωνήστε μου. Δεν θα δώσω χρόνο στο μάθημα για αυτές τις διαδικασίες. Αν όλα τα παραπάνω έγιναν και λειτούργησαν κανονικά, έχετε ολοκληρώσει μια πολύ σημαντική διαδικασία και είστε ΣΧΕΔΟΝ έτοιμοι να ξεκινήσετε το μάθημα. Αν δεν μας δώσουν άδεια για τον DSP Builder, δεν πειράζει, θα το αντέξουμε.
Εδώ τελειώνει το ΥΠΟΧΡΕΩΤΙΚΟ μέρος της διαδικασίας. Τα παρακάτω είναι σημαντικά, αλλά όχι υποχρεωτικά.
3. Τώρα θα ρίξουμε μια ματιά στον μεγάλο ανταγωνιστή της Intel/Altera που είναι η εταιρία Xilinx. Επισκεφθείτε την ιστοσελίδα:
https://www.xilinx.com/
Περιηγηθείτε άφοβα και ακούραστα. Αν αντέχουν τα νεύρα σας (και έχετε ακόμη χώρο στον υπολογιστή σας) καταφορτώστε τα ελεύθερα εργαλεία σχεδίασης της Xilinx. Αυτό ΔΕΝ είναι υποχρεωτικό. Να ξέρετε πάντως, ότι αν και τα εργαλεία που θα χρησιμοποιήσουμε στο μάθημα είναι κυρίως της Altera, η Xilinx ΠΑΝΤΑ μας περιμένει στη γωνία. H παγκόσμια βιομηχανία ενσωματωμένων συστημάτων είναι χωρισμένη ανάμεσα στην Intel/Altera και στη Xilinx, με ορισμένους ακόμη παίκτες, όπως η MicroSim να διεκδικούν μερίδιο της αγοράς. Έτσι, λοιπόν, επισκεφθείτε το download Center της Xilinx:
https://www.xilinx.com/support/download.html
και καταφορτώστε το Vivado HLx 2017.4:WebPACK and Editions. Εννοείται ότι δεν αγοράζετε τίποτε, καταφορτώνετε μόνον ότι είναι FREE. Εγκαταστείστε τη suita.
4. Το παρακάτω σημείο αφορά στην αγορά μιας πλακέτας (board) για όσους θέλουν να ασκηθούν στο σπίτι. Η αγορά δεν είναι υποχρεωτική, με κανέναν τρόπο. Αν μπορείτε να αγοράσετε μια πλακέτα θα σας βοηθήσει σημαντικά, καθώς, δυστυχώς δεν υπάρχουν διαθέσιμες στο εργαστήριο για να πάρετε μαζί σας, όπως κάναμε με τον Arduino και με το RPi. Στο εργαστήριο έχουμε μερικές ογκώδεις πλακέτες παλιάς τεχνολογίας, που είναι αρκετές για να μάθουμε τα βασικά και λίγες πλακέτες νεώτερης τεχνολογίας, που είναι ακριβές και δεν μετακινούνται εκτός Ιδρύματος.
Οι παρακάτω πλακέτες μπορεί να σας ανοίξουν νέους ορίζοντες:

https://www.altera.com/support/training/university/boards.html#de0_nano (τη βρίσκετε και στη GRobotronics και στη Mouser)
https://www.altera.com/support/training/university/boards.html#de10_lite
https://www.altera.com/support/training/university/boards.html#de0_cv
https://www.altera.com/support/training/university/boards.html#de0_nano_soc
Γενικά, προσέξτε να αγοράσετε από Ευρωπαίο προμηθευτή, για να μην πληρώσετε δασμούς στο τελωνείο. Αποφύγετε την αγορά απευθείας από την Altera. Δείτε για παράδειγμα:
https://www.mouser.it/ProductDetail/Terasic-Technologies/P0466-EDU?qs=sGAEpiMZZMuYaq4aOfOV%252bOIXY9SE%2f9%2f1KSUIa2%2fdQYM=
Αν χρειάζεστε συμβουλή για να διαλέξετε, κοιτάξτε την DE10-Lite της εταιρίας Terasic.
Προμηθευτής μπορεί να είναι η ιταλική Mouser:
https://www.mouser.it/ProductDetail/Terasic-Technologies/P0466-EDU?qs=sGAEpiMZZMuYaq4aOfOV%252bOIXY9SE%2f9%2f1KSUIa2%2fdQYM=5.
Τέλος, για πολύ ειδικούς χρήστες, μπορείτε να κοιτάξετε το προϊόν PYNQ-Z1 της Digilent:
https://store.digilentinc.com/pynq-z1- python-productivity- for-zynq/
Έχει τσιπάκι το Zynq της Xilinx και αντιπροσωπεύει την πιο προηγμένη τεχνολογία της αγοράς. Ο Mouser τη δίνει 250€. Προσπαθήστε να ζητήστε academic pricing από τη Digilent (65€). Μπορεί να πληρώσετε κάτι και στο τελωνείο. Προσοχή, χρειάζεται εργαλεία της Xilinx (Vivado), αλλά προγραμματίζεται και σε Python! Κοιτάξτε το Pynq Project:
http://www.pynq.io/

Εκμεταλλευτείτε τη βδομάδα που έρχεται, θα κάνετε τη ζωή σας πιο εύκολη!