ARDUINO MKR VIDOR 4000

Eigenschaften

• 2MB Flash-Speicher

• SDRAM 8MB

• Taktgeschwindigkeit 48 MHz - bis zu 200 MHz

• FPGA Intel Cyclone 10CL016

• Mini PCI Express-Anschluss mit programmierbaren Pins

• MIPI-Kamera-Anschluss

• Videoausgang Micro HDMI

• Betriebsspannung des Schaltkreises 3,3 V

• Digitale I/O-Pins: 22 Anschlüsse + 25 Mini PCI Express

• PWM-Pins: Alle Pins

• UART: Bis zu 7 (hängt von der Konfiguration des FPGA ab)

• SPI: Bis zu 7 (hängt von der Konfiguration des FPGA ab)

• I2C: Bis zu 7 (hängt von der Konfiguration des FPGA ab)

• Dauerstrom pro I/O-Pin: 4 oder 8 mA

Der Hauptchip des Boards ist der Intel® Cyclone® 10CL016; er enthält 16K logische Elemente, 504 KB eingebauten RAM und 56 18x18-Bit-HW-Multiplikatoren für Hochgeschwindigkeits-DSP-Operationen. Jeder Pin kann auf über 150 MHz umschalten und für Funktionen wie UART, (Q) SPI, hochauflösende/hochfrequente PWM, Quadratur-Encoder, I2C, I2S, Sigma Delta DAC, etc. konfiguriert werden.

Die Karte wird mit 8 MB SRAM ausgeliefert, um FPGA-Operationen für Video und Audio zu unterstützen. Der FPGA-Code wird in einem 2 MB großen QSPI-Flash-Chip gespeichert, von dem 1 MB für Benutzeranwendungen reserviert ist. Es ist möglich, DSP-Operationen mit hoher Geschwindigkeit für die Audio- und Videoverarbeitung durchzuführen. Daher enthält der Vidor einen Micro-HDMI-Anschluss für die Audio- und Videoausgabe und einen MIPI-Kameraanschluss für den Videoeingang. Alle Pins der Karte werden sowohl von SAMD21 als auch von FPGAs angesteuert, wobei das Format der MKR-Familie eingehalten wird. Schließlich gibt es noch einen Mini-PCI-Express-Steckplatz mit bis zu 25 benutzerprogrammierbaren Pins, der verwendet werden kann, um Ihr FPGA als Peripheriegerät an einen Computer anzuschließen oder um Ihre eigenen PCI-Schnittstellen zu erstellen.

Der Mikrocontroller auf der Karte ist ein stromsparender 32-Bit SAMD21 Arm® Cortex®-M0, wie er auch in den anderen Karten der Arduino MKR-Familie verwendet wird. Die WiFi- und Bluetooth®-Konnektivität wird mit einem Modul von u-blox, dem NINA-W10, einem stromsparenden Chipsatz, der im Bereich von 2,4 GHz arbeitet, realisiert. Darüber hinaus wird eine sichere Kommunikation durch den Microchip® ECC508 Kryptochip gewährleistet. Darüber hinaus finden Sie ein Batterieladegerät und eine schwenkbare RGB-LED an Bord.

Experimentieren Sie mit Ihren eigenen Prozessoren innerhalb des FPGAs und lassen Sie sie parallel zum anderen Mikrocontroller auf der Platine laufen! Mit Vidor können Sie eine Platine erstellen, bei der alle Pins PWM-Signale sind, die die Geschwindigkeit der Motoren steuern.

Die Macht des FPGA

Falls Sie mit dem Begriff nicht vertraut sind: Ein FPGA ist ein integrierter Schaltkreis, der aus einem Array von programmierbaren Zellen besteht, ein Chip, bei dem die logischen Blöcke, die die Operationen steuern, bei der Herstellung nicht geschrieben wurden. Es ist möglich, einen eigenen Prozessor, eine Reihe dedizierter hochfrequenter PWM-Ausgänge, einen digitalen Soundmischer, eine Videoüberlagerungsmaschine oder was auch immer Sie sich vorstellen können, zu schreiben.

Die größte Einschränkung ist die Menge an Logikgattern, die benötigt werden, um eine dieser Anwendungen zu entwerfen. Um zu veranschaulichen, wie ein so leistungsstarker Prozessor in Ihren Arbeitsablauf integriert werden kann, hat Arduino eine Reihe von Bibliotheken erstellt, die einfache Aufgaben ausführen können, bei denen der Mikrocontroller und der spezialisierte FPGA-Code integriert werden.

Wenn Sie ein FPGA-lastiger Entwickler sind, wird es Sie freuen zu erfahren, dassArduino eine Reihe von Bibliotheken veröffentlicht hat, die viele der grundlegenden Funktionen bereitstellen, die Sie für Ihre Projekte benötigen. Sie können auf diese Github-Gruppe zugreifen, die den gesamten Vidor-Code als Open Source enthält.

Das Tor zur Piraterie

Der MKR Vidor 4000 ist ein Multiprozessor-Gerät, das zum Experimentieren einlädt. Das Hacken des WiFiNINA-Moduls ermöglicht es Ihnen zum Beispiel, sowohl WiFi als auch BLE / Bluetooth® auf der Karte zu nutzen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine ultraleichte Version von Linux auf dem Modul laufen zu lassen, während der Hauptmikrocontroller die Low-Level-Geräte wie Motoren oder Bildschirme steuert. Diese experimentellen Techniken erfordern fortgeschrittene Hacking-Maßnahmen auf Ihrer Seite. Sie sind möglich, indem Sie die Firmware des Moduls modifizieren, die Sie in den Github-Repositories finden können.

ACHTUNG: Diese Art von Hacking bricht die Zertifizierung Ihres WiFiNINA-Moduls; tun Sie dies auf Ihr eigenes Risiko.

Stromversorgung durch Batterien

Der USB-Anschluss kann zur Stromversorgung der Karte verwendet werden (5V). Er verfügt über einen Li-Po-Ladeschaltkreis, der es demArduino MKR Vidor 4000 ermöglicht, mit einer Batterie oder einer externen 5-Volt-Quelle zu arbeiten, wobei er die Li-Po-Batterie auflädt, während er mit einer externen Stromversorgung arbeitet. Der Wechsel von der einen zur anderen Quelle erfolgt automatisch.

Nützliche Dokumentation

Gut anfangen

Mehr über FPGAs erfahren

Bibliotheken

WiFiNINA Modul Library

Vidor Library

Tutorials

Ein guter Start mit FPGAs

Die Kamera aktivieren

Das Logo zeichnen Arduino

Mit der Quaratus IDE programmieren

Erkennen von QR-Codes

Beispiel für einen Encoder

Einen Server hosten

Video