Placa aceleradora Spartan Edge - Shield FPGA para Arduino UNO con ESP32

Características clave

• Procesamiento de imágenes de alta velocidad
• Soporte de servicios en la nube （AWS, Azure, etc.）
• Admite algoritmo de cifrado de software
• Compatible con cámara Raspberry Pi v1.0 (OV5640) conector CSI
• Admite transmisión de imagen máxima de 30 fps
• Internet de las cosas cifrado (IoT)
• Varias extensiones de puerto de E/S
• 20 puertos de E/S extendidos （Modo FPGA independiente）
• 10 puertos de E/S extendidos （Modo shield Arduino）
• ADC de 8 bits
• Acelerómetro de 6 ejes
• 2 LEDs RGB
• 2 conectores Grove
• Soporte para la interfaz de expansión Arduino

Descripción

Es poco frecuente pensar en FPGA cunado hablamos de Arduino. Básicamente por lo poco que tienen en común, ya que pueden parecer opuestos:

• Arduino: es barato de comprar, fácil de aprender, simple de usar, pero no es adecuado para cálculos más complejos y grandes proyectos.
• FPGA: son flexibles y potentes, manejan fácilmente cálculos complejos como procesamiento de audio y video, pero es difícil de aprender y de mayor coste.

Gracias a este Shield, ¡podrás combinar las ventajas de ambos! Dale la vuelta al modo de realizar tus proyectos, aprovecha las ventajas de Arduino y FPGA, y suple las carencias de ambos con esta placa aceleradora.

La Spartan Edge Accelerator Board es una placa FPGA de desarrollo de Xilinx Spartan en forma de Shield para la placa Arduino UNO. 

Lo más importante, es que puede funcionar tanto con Arduino como un shield FPGA y como una placa de desarrollo FPGA independiente. Además con el chip ESP32 integrado, la placa aceleradora Spartan Edge también cuenta con WiFi de 2.4GHz y Bluetooth 4.1. Además, esta placa de desarrollo tiene una gran cantidad de periféricos e interfaces que permiten muchos usos. Cuenta con un acelerómetro de 6 ejes un ADC de 8 bits, un acelerómetro de 6 ejes, dos LED RGB, dos conectores Grove, una interfaz MINI HDMI, una interfaz de cámara CSI, entre otras.

En general, esta placa FPGA te vendrá genial, ¡tanto si eres fabricante, aficionado, profesional o principiante!

Video

ESP32

Este chip tan usado y fantástico que a todo el mundo atrae por su sencillez, es el usado en la placa como núcleo inalámbrico. Admite WiFi 802.11 b/g/n 2.4GHz y Bluetooth 4.1 con BLE. Parece increible como con solo una placa, ya es posible habilitar FPGA en tu Arduino y además añadirle estas funcionalidades inalámbricas. 

FPGA

La placa aceleradora Spartan Edge está construida alrededor del potente chip FPGA Xilinx Spartan-7 XC7S15 FPGA. Cuando se habla de Arduino y FPGA siempre se piensa en el primer Arduino MKR Vidor 4000, pero en comparación con esta, la Spartan Edge ofrece un rendimiento muy parecido pero por menos de la mitad de precio.

Otras características de esta placa son que puede funcionar a una velocidad de reloj de hasta 100 Mhz y ofrecer celdas lógicas de 12,8 K, RAM de bloque de 360 Kb. Ofrece una gran facilidad para controlar una cámara o una pantalla por HDMI. Tienes disponibles 10 pines de E/S programables, que puedes configurarlos como PWM, I2C, I2S, UART, SPI, etc.

Arduino FPGA API

Pero no queda ahí, además se proporciona una API Arduino FPGA completa para ayudarte a usar los recursos FPGA para controlar las E/S FPGA con Arduino IDE, e incluso aunque no sepas nada sobre la teoría FPGA.

La Spartan Edge Accelerator Board lleva a Arduino a un nivel superior, dándole la capacidad que otras plataformas mucho más específicas y avanzadas ofrecen, como reconocimiento de imágenes, tecnología punta, , muestreo y procesamiento de señales, etc.

Hardware Overview

Documentos

Spartan Edge Accelerator Board v1.0 eagle file

Spartan-7 FPGAs Data Sheet.pdf

ESP32-datasheet.pdf