SOC FPGA嵌入式實戰

SoC FPGA整合了FPGA架構與處理器至單一裝置，帶來了多面相優勢。不僅有完善的IP可供使用，加速產品開發時程，SoC FPGA同時擁有FPGA的可編程性和嵌入式處理器的計算能力，適用於嵌入式系統、通信系統等廣泛應用，提供了更多選擇和靈活性。此外，SoC FPGA節省了空間和功耗，整合了獨立配置所需的處理器和FPGA硬體，有助於更有效地管理資源。SoC FPGA的發展反映了多核心、異構運算的趨勢，能夠滿足IoT、高速網路、AI硬體加速等應用的需求，提供高效的運算能力。 課程引導學員養成系統的概念，可由現成的IP中，組合出符合規格要求的產品；驅動程式。 課程目標 1. 了解 Intel® SoC FPGA Embedded Development Suite(SoC EDS)設計流程並利用 Linux Driver 來控制自行設計的 IP。 2. 掌握開發Linux驅動程式設計需要的知識，能分析程式碼，進而修改程式碼，了解驅動程式形成的每個細節。 3. 在SoC上讀取/控制FPGA上的IP，並知道如何編寫Driver建構出基本的SoC FPGA嵌入式系統軟體。 階段一 : SoC FPGA 嵌入式系統晶片開發 ➢SoC FPGA - 嵌入式系統晶片開發實務 ★ 硬體設計- 設計你的 SoC FPGA 晶片 1. Intel Cyclone V SoC FPGA 簡介 2. Intel Avalon Bus Interface Protocol 介紹 3. 利用 Platform Designer 軟體整合 Embedded Peripherals IP 來設計系統電路 4. 利用 Intel Qsys 整合軟體設計 SoC system 5. LAB:使用 Platform Designer 整合 GPIO design 至 FPGA,並利用 System Console 做系統驗證 ★ 將自行設計的 IP 利用 Platform Designer 整合至 Intel SoC FPGA，並和 Linux Driver 結合，再利用 Linux APP 做控制 1. LAB: GPIO Driver 控制 SoC FPGA 開發板上的 LED 階段二 : Linux驅動程式設計 1. 字元裝置Driver 2. Linux Misc Device 3. Linux GPIO 驅動程式 for LED, Button,Relay 4. Raspberry Pi 3 功能說明與BCM283x 使用說明 5. Pi 擴充卡硬體功能介紹與電路圖接腳說明 6. Linux 中斷註冊 & 中斷控制器HAL層架構 7. Bottom Halves (Tasklet & Work Queue) 8. 進階字元Driver : 1) Non- blocking I/O : 使用Wait Queue & completion 機制 2) kernel 對UserSpace通知: SIGIO 信號非同步通知，call_usermodehelper() 9. Kernel Timer List (Jiffies, timer ticks) for LED 閃爍 10. Linux Serial port 驅動程式 for Bluetooth 模組 11. Linux Platform Device & Platform Driver 架構 12. Linux Device Tree 13. Linux SPI Client驅動程式 for ADC Driver (MCP3008) 14. Linux IIO Driver(Linux Industrial I/O Subsystem) 15. Linux SPI Bus master 驅動程式 for BCM2835 SPI controller 16. Linux I2C Client驅動程式 for EEPROM 17. Linux I2C Bus master驅動程式 for BCM2835 I2C controller 18. Linux User Space Driver