ARDUINO MKR VIDOR 4000

ARDUINO MKR VIDOR 4000

El Arduino MKR Vidor 4000 cuenta con los microchips reprogramables lo más potentes del mercado: los FPGA. Con Vidor, podéis crear una tarjeta donde todos los pines son señales PWM controlando la velocidad de los motores. Podéis capturar el sonido en tiempo real y crear un pedal de efecto (pedal wah-wah) para vuestra guitara. Se puede crear un ordenador en tiempo real leyendo las informaciones del sensor y mandarlos a un monitor a la vanguardia de la tecnología. Podéis también grabar videos o informaciones en el sensor, superponer las informaciones del sensor a la imagen que luego serán enviadas en una pantalla. Podéis conectaros al Cloud Arduino IoT y controlar un dispositivo de laboratorio complejo ejecutando una gran cantidad de motores a la vez. Es posible también prototipar vuestros propios procesadores en el FPGA y hacerlo funcionar en paralelo con el otro microcontrolador de la tarjeta. Vido es un dispositivo que invita a la experimentación, a la precisión y al calculo de alta velocidad.

El microchip principal de la tarjeta es Intel® Cyclone® 10CL016, contiene 16K elementos lógicos, 504 KB de RAM integrada y 56 multiplicadores HW de 18x18 bits para las operaciones DSP de alta velocidad. Cada pin puede cambiar de estado a una frecuencia superior a los 150 MHz y es posible configurarlo para funciones como UARTs, (Q) SPI, PWM de alta resolución / alta frecuencia, codificador de cuadratura, I2C, I2S, Sigma Delta DAC, etc.

La tarjeta incluye 8 Mo de SRAM para soportar las operaciones FPGA en los videos y los audios. El código FPGA está almacenado en un microchip Flash OSPI de 2 Mo, de los cuales 1 Mo está destinado a las aplicaciones del usuario. Es posible efectuar operaciones DSP de alta velocidad para el procesamiento audio y video. Por lo tanto, el Vidor incluye un conector Micro HDMI para la salida audio y video y un conector de cámara MIPI para la entrada video. Todos los pines de la tarjeta están controlados a la vez por el SAMD21 y el FPGA respetando el formato de la familia MKR. También existe un conector Mini PCI Express con 25 pines, programables por el usuario, que se pueden utilizar para conectar vuestro FPGA como periférico a un ordenador o para crear vuestros propios interfaces PCI

El microcontrolador de la tarjeta es un SAMD21 Arm® Cortex®-M0 32 bits de bajo consumo, como en todas las otras tarjetas de la familia Arduino MKR. La conectividad Wifi y Bluetooth® se realiza con un módulo U-blox, el NINA-W10, un chipset de bajo consumo que funciona en la gama 2,4 GHz. Además, una comunicación segura está asegurada gracias al chip criptográfico Microchip® ECC508. Podéis encontrar también un cargador de batería y un LED RGB orientable integrado.

La potencia del FPGA

Si este termino no os es familiar, un FPGA es un circuito integrado compuesto de una red de elementos lógicos programables, un chip donde los bloques de lógica programan operaciones que no eran programadas en el momento de la fabricación. Es posible programar vuestro proprio procesador, una serie de salidas PWM dedicadas de alta frecuencia, un mezclador de sonido numérico, un dispositivo de superposiciones video o todo lo que se puede imaginar.

La limitación principal es la cantidad de puertas lógicas necesarias para diseñar una de estas aplicaciones. Para ilustrar cómo un procesador tan potente se puede integrar en vuestro flujo de trabajo, Arduino ha creado una serie de librerías que pueden efectuar tareas sencillas integrando el microcontrolador y el código FPGA especializado.

Consultad los ejemplos siguientes para ver cómo funciona:

- Dibujar el logo Arduino: Descubrid cómo utilizar la librería VidorGraphics para emitir una señal de video hacia un monitor vía el conector HDMI. Verificar el código aquí.

- Activar la cámara: Conseguid una señal de video de una cámara y mandadlo a vuestra pantalla de ordenador. Ver el ejemplo aquí.

Si sois desarrollador FPGA-savy, estaréis encantados saber que Arduino ha publicado una serie de librerías que proporcionan numerosas funcionalidades básicas necesarias a vuestros proyectos. Podéis consultar este grupo Github que contiene todo el código Vidor en código abierto (Open Source).

Wifi y Arduino IoT Cloud

Con Arduino, la conexión a una red Wifi es tan sencillo como hacer parpadear un LED. Podéis conectar vuestra tarjeta a cualquier tipo de red Wifi existente o utilizarla para crear vuestro propio punto de acceso Arduino. El conjunto de ejemplos específicos proporcionados por Arduino para el MKR Vidor 4000 se puede consultar en la página librería WiFiNINA.

Bluetooth® y BLE (Bluetooth Low Energy)

El chipset de comunicación del MKR Vidor 4000 tiene una arquitectura cliente-servidor BLE et Bluetooth®. Si queréis saber a qué punto es sencillo crear un periférico Bluetooth® central o periférico, consultar los ejemplos de la librería ArduinoBLE.

Os abrimos las puertas del pirateo

El MKR Vidor 4000 es un dispositivo que invita a la experimentación. El pirateo del módulo WiFiNINA os permite, por ejemplo, utilizar a la vez el Wifi y el BLE / Bluetooth® en la tarjeta. Otra posibilidad: tener una versión ultraligera de Linux funcionando como módulo mientras el microcontrolador principal controla los dispositivos de bajo nivel como los motores o las pantallas. Estas técnicas experimentales necesitan un pirateo avanzado por parte vuestra. Son posibles modificando el firmware del módulo que podéis encontrar en nuestros depósitos Github.

ADVERTENCIA: Este tipo de pirateo rompe la certificación de vuestro módulo WiFiNINA, hacedlo bajo vuestra cuenta y riesgo.

Alimentación por batería

Su puerto USB se puede utilizar para alimentar la tarjeta (5V). Dispone de un circuito de carga Li-Po que permite al Arduino MKR Vidor 4000 funcionar con batería o con una fuente externa de alimentación de 5 volts, cargando la batería Li-Po mientras funciona con una alimentación externa. El cambio de una fuente a otra se hace de forma automática.

Puesta en marcha

La sección Puesta en marcha contiene toda la información necesaria para configurar vuestra tarjeta, utilizad el software Arduino (IDE) y empezad a jugar con la codificación y la electrónica. Si queréis saber más sobre la programación VHDL, el lenguaje accesible a todos los niveles y utilizado para programar código paralelo que será ejecutado en el FPGA, consultar esta página de referencia.

Actualmente, debéis de generar el código FPGA con la ayuda de un software externo. Los tutoriales siguientes, de Daniel Hertz, miembro de la comunidad Arduino, explican cómo crear código FPGA con la herramienta de creación Intel® Quartus®:

- Familiarización con los FPGA con la ayuda del Arduino MKR Vidor 4000: leer la introducción aquí.
- Cómo programar el FPGA del Arduino MKR Vidor 4000 con Quartus IDE: consultad el tutorial aquí.

características FPGA

¿Necesitáis ayuda?

Consultad el foro Arduino para las preguntas sobre El lenguaje Arduino, o cómo crear vuestros propios proyectos con Arduino. Para vuestra tarjeta, contactar con el servicio de soporte al usuario Arduino oficial.

Garantía

Encontraréis aquí la información sobre la garantía de vuestra tarjeta.

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