Le avventure FPG di Hackster: un nuovo viaggio con il kit video SoC Microchip PolarFire

FPGAdventures di Hackster inizia una nuova tappa del suo viaggio, poiché nella Serie 2 ci immergiamo in profondità nell'ultima scheda di sviluppo di Microchip per il suo SoC PolarFire, un nuovo dispositivo a basso consumo ma ad alte prestazioni che combina funzionalità flessibili di gate array programmabile sul campo (FPGA) con un quintetto di core di elaborazione di classe applicativa costruiti attorno all'architettura del set di istruzioni RISC-V (ISA) gratuita e open source.

Il kit video SoC PolarFire è costruito, come suggerisce il nome, attorno al SoC PolarFire per progetti relativi ai video e viene fornito completo di una coppia di fotocamere con sensore Sony con risoluzione 4K, disposte in un allineamento adeguato per il lavoro video stereo. Con spazio per l'espansione hardware, doppie porte Ethernet per la comunicazione e persino uno slot PCI Express, il kit video SoC PolarFire potrebbe essere il dispositivo di riferimento definitivo per la sperimentazione video edge?

Il PolarFire SoC Video Kit non è ovviamente la prima scheda di sviluppo Microchip a includere il dispositivo. Questo onore va all'Icicle Kit, progettato come una piattaforma più generica per sperimentare il SoC PolarFire - e che era al centro della nostra precedente serie 1 di FPGAdventures, che puoi leggere per intero a partire da qui.

Mettendo le due schede fianco a fianco, c'è un cambiamento immediatamente evidente: il PolarFire SoC Video Kit è considerevolmente più grande del suo predecessore. C'è lo stesso slot PCI Express Gen. 2 a quattro corsie sul bordo inferiore e un header mikroBUS per una rapida espansione hardware, ma le somiglianze finiscono qui. L'intestazione GPIO (ingresso/uscita per uso generale) a 40 pin del kit Icicle è scomparsa, sostituita con un connettore ad alta densità probabilmente più utile per una scheda mezzanine FPGA (FMC). Le due porte Gigabit Ethernet sono presenti e corrette, anche se spostate sul bordo superiore, ma lo slot per schede SD di dimensioni standard si è ristretto con il lavaggio e ora è invece uno slot per schede microSD.

Forse il cambiamento più interessante tra le due schede è l'inclusione di non una ma due porte HDMI 2.0: un ingresso, una uscita. L'Icicle Kit, al contrario, è privo di connettività HDMI, rendendo il Video Kit più immediatamente utile per... beh, le attività video. Il punto forte della nuova scheda, tuttavia, è un connettore ad alta densità sul bordo superiore con connettività MIPI Camera Serial Interface (CSI), progettato per l'uso con una scheda figlia in bundle dotata di due fotocamere Sony IMX334 con risoluzione 4K, posizionate per l'imaging stereo compiti.

Quella scheda figlia è, va detto, probabilmente una scelta di design che si ama o si odia. È una scheda rigida che si inserisce perfettamente nel connettore CSI con i sensori rivolti verso l'esterno, il che significa che non è necessario montare un supporto per filmare qualsiasi cosa tranne il soffitto, ma significa anche che non puoi muoverti dove sono rivolti. senza ruotare l'intera scheda di sviluppo, compito non facile date le sue dimensioni impressionanti. Se utilizzi le porte Ethernet, avrai anche il compito di assicurarti che i cavi non entrino nel campo visivo delle telecamere.

Anche il SoC PolarFire è diverso tra le due schede. Il kit Icicle utilizza MPFS250T-FCVG484EES, mentre il kit video utilizza MPFS250TS-1FCG1152I. Visivamente, questo significa che il chip del Video Kit è notevolmente più grande con un dissipatore di calore più robusto rispetto a quello dell'Icicle Kit; se li dissaldassi e guardassi sotto, vedresti che è dovuto al kit Icicle che utilizza un chip Ball Grid Array (BGA) da 484 conduttori e al kit video che ne utilizza uno con 1.152 conduttori. Internamente i due sono gli stessi, offrendo 254k elementi logici a quattro ingressi, 784 blocchi matematici, 16 corsie SERDES con larghezza di banda di 12,7 Gbps e quattro core applicativi RV64GC RISC-V che funzionano a 600 MHz, ma la differenza di confezionamento influisce su quanto del chip la funzionalità interna è esposta sulla scheda host.

L'idea di un "FPGA specifico per l'applicazione" sembra ridicola, e non è certamente quello che Microchip offre qui: il SoC PolarFire sul Video Kit è esattamente flessibile e configurabile come quello sull'Icicle Kit, e — mancano funzionalità della scheda come nonostante l'intestazione GPIO: tutto ciò che potresti fare con Icicle Kit puoi farlo anche con Video Kit, che offre un ottimo modo per iniziare se hai già esperienza con Icicle Kit.