Led fpga

Departamento de Tecnología Electrónica

1. Encender un LED
En las prácticas de la asignatura Electrónica Digital II realizaremos diseños bastante más complejos que los que hicimos en Electrónica Digital I. Por un lado porque ya sabemos más de electrónica y por otro lado porque diseñaremos con VHDL. El VHDL es un lenguaje de descripción de hardware que nos permitirá realizar diseños avanzadosde manera más rápida y eficiente que cuando usábamos los esquemáticos. Como ya vimos el año pasado en las prácticas de Electrónica Digital I, siempre que se introduzca un elemento nuevo, como en este caso el VHDL, debemos realizar un diseño de prueba lo más sencillo posible para ver si todo funciona bien. Por tanto, nuestro diseño de prueba será encender un LED describiendo el circuito en VHDL envez de en esquemáticos. Esta práctica nos servirá para repasar el entorno de diseño de Xilinx: el ISE WebPack1. En el resto de las prácticas no se hará referencia al entorno de desarrollo. Así que si tienes dudas, de cómo implementar el circuito en la placa, vuelve a esta práctica o repasa las prácticas del año pasado. Estas prácticas están disponibles en la página web del departamento deTecnología Electrónica2 de la Universidad Rey Juan Carlos. Las placas que utilizaremos en prácticas son las Pegasus de Digilent3. Sin embargo, se podrá utilizar cualquier otro tipo de placas siempre que tengan características similares: Basys, Nexys,... La placa Pegasus contiene una FPGA de Xilinx de modelo Spartan-II XC2S50 ó XC2S200 con encapsulado PQ208. Estas FPGA tienen respectivamente 50000 ó 200000puertas lógicas equivalentes y 140 pines disponibles para el usuario. Con esta capacidad podemos hacer diseños digitales bastante grandes. La placa Pegasus contiene distintos periféricos que nos facilitarán la tarea del diseño, como por ejemplo: 8 LED, 4 displays de 7 segmentos, 4 botones, 8 interruptores, un puerto PS/2 (para ratón o teclado), y puerto VGA (para conectar un monitor), y variospuertos de expansión. En la figura 1.1 se muestra la placa Pegasus, y en la que se señalan varios de sus componentes. La foto de la placa no coincide exactamente con la versión de la placa que tenemos en el laboratorio y hay algunos componentes que no están en el mismo lugar, aunque sí todos los que se han señalado.
FPGA Conector JTAG Conector de expansión Memoria Flash

VGA

Alimentación Jumpersde configuración PS/2 Puerto accesorio Pulsadores Interruptores Display 7 segmentos

LEDs

A medida que vayamos avanzando con la práctica iremos aprendiendo la funcionalidad de la placa. Aún así se puede consultar en la página web de la asignatura (http://laimbio08.escet.urjc.es/index.php?id=56) el manual de la placa en inglés.

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1.1. Cómoencender un LED
Del año pasado ya sabemos encender un LED. Ya hemos visto que las placas Pegasus y Basys tienen 8 LED disponibles para utilizar, cada uno de estos LED van conectados a distintos pines de la FPGA, de los 140 pines que hay disponibles. La conexión de los LED se muestra en la figura 1.2. En ella se indican qué pines de la FPGA están conectados a los LED. Por ejemplo el LED número 0, estáconectado al pin 46. Para facilitar esta identificación, la placa Pegasus lleva impresos la identificación del LED y el pin asociado de la FPGA. Así, podemos ver cómo al lado del LED 0 (LD0) de la placa está el número 46 entre paréntesis. Podemos apreciar que esto se cumple para casi todos los componentes: pulsadores, interruptores, .... Esto no ocurre en la Basys y para ella tenemos queconsultar su manual de referencia (disponible en http://gtebim.es)
PEGASUS
'1' → Encendido '0' → Apagado 390Ω PIN 46 45 44 43 42 41 37 36 LED LD0 LD1 LD2 LD3 LD4 LD5 LD6 LD7 '0' → Apagado 390Ω

BASYS
'1' → Encendido PIN 15 14 08 07 05 04 03 02 LED LD0 LD1 LD2 LD3 LD4 LD5 LD6 LD7

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Viendo el esquema eléctrico de la figura 1.2 podemos deducir que si ponemos un '1' lógico en el pin 46 de...