TP 2 : Programmation d`un FPGA

Département Télécommunications Services & Usages
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TP2 : Programmation d’un FPGA 1
TP 2 :
Programmation d’un FPGA
Edition 2016

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TP2 : Programmation d’un FPGA 2
1 SOMMAIRE
I. Préparation ........................................................................................... Erreur ! Signet non défini.
II. Séance de TP ........................................................................................ Erreur ! Signet non défini.
1. Prise en main des outils ...................................................................................................................... 5
1.1. Carte ............................................................................................................................................... 5
1.2. Programmation de la carte ......................................................................................................... 5
1.3. Etude d’un exemple ..................................................................................................................... 6
2. Test du comportement du projet ...................................................................................................... 6
2.1. Contrainte de temps .................................................................................................................... 6
2.2. Format des données .................................................................................................................... 6
3. Implémentation d’un filtre FIR ......................................................................................................... 7
3.1. Utilisation d’entité ........................................................................................................................ 7
3.2. Réalisation d’un filtre à 3 coefficients ....................................................................................... 7
3.3. Réalisation d’un filtre à N coefficients ..................................................................................... 7

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TP2 : Programmation d’un FPGA 3
Le but de ce TP est de vous familiariser avec la plateforme Lyrtech SFF-SDR (Small Form Factory –
Software Defined Radio). Cette plateforme est destinée au développement d’applications dans le
domaine de la radio-logicielle. Lorsque cette plateforme est complète, elle est composée de 3
parties :
Le module dédié au traitement du signal numérique
Le module de conversion analogique numérique
Le module RF
Figure 1 : Plateforme de développement SFF-SDR
Dans ce TP, nous allons nous intéresser uniquement au module Traitement du signal. Sur ce module,
nous avons un FPGA (Virtex-4 XC4SX35 de Xilinx), et un DSP (Da Vinci TMS320DM6446 de Texas
Instruments).
Figure 2 : Schéma de référence pour le design du FPGA

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TP2 : Programmation d’un FPGA 4
Nous allons utiliser ces composants pour traiter un signal audio provenant de lecteurs MP3, et dont
l’acquisition se fera à l’aide des ports audio et du codec PCM3008. Le signal audio est fourni au
DSP, et nous le traiterons dans le FPGA.
Pour faire communiquer entre eux ces 2 composants programmables, nous utiliserons le bus
VPSS :
Figure 2 : Port VPSS

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TP2 : Programmation d’un FPGA 5
1. PRISE EN MAIN DES OUTILS
1.1. Carte
Repérez sur la carte SFF-SDR le FPGA, le DSP, les ports audio à l’aide de la documentation Lyrtech, à
laquelle vous avez accès depuis : Démarrer > Programmes > Lyrtech >SFF SDR>Documentation > SFF
SDR EVM/DP user’s guide.
Mettez sous tension la carte. Que se passe t’il ? Pourquoi ?
1.2. Programmation de la carte
Il est possible de communiquer avec la carte et de la programmer de 3 façons différentes :
- Câble série : en utilisant l’Hyperterminal de Windows : c’est la seule façon de communiquer
avec la carte dans un premier temps. L’hyperterminal permet de configurer la carte
(affectation d’une adresse IP). Il permet aussi de programmer le FPGA et le DSP mais son
utilisation est fastidieuse.
- JTAG : il est possible de se connecter sur la carte pour programmer indépendamment les
composants programmables avec un JTAG, mais les câbles sont spécifiques à chaque carte et
chaque composant. Pour une carte donnée, c’est le moyen de communication permettant de
réaliser le plus d’opération de bas niveau sur la carte (par exemple debuggage pas à pas), mais
il faut acheter le JTAG spécifique.
- Câble Ethernet : cette solution n’est possible qu’une fois la carte correctement configurée,
mais son utilisation est plus simple, et c’est cette solution que nous utiliserons dans le TP.
L’outil fourni par Lyrtech pour programmer les composants est ‘Command Shell’. Lancez cet outil.
(Démarrer>Programmes>Lyrtech>Host). Pour détecter la plateforme, vous devez taper la commande
‘smdetect’, et une fenêtre d’interface doit apparaitre. Complétez-la pour vous connecter.
Une fois la connexion établie, vous avez accès à la carte. Vous pouvez obtenir la liste des actions
possibles en tapant la commande ‘help’.
Vérifiez que vous pouvez contrôler directement l’allumage des LEDs (par exemple allumez la LED 3),
et que vous pouvez lire l’état des DIP switch. Donnez la(es) commande(s) utilisée(s).
Pour des programmes plus élaborés, il faut générer un fichier spécifique à l’architecture : *.bit pour
le FPGA et *.out pour le DSP. Récupérez le fichier TP4_DSP1.out sur Moodle, et téléchargez le sur le
DSP. Donnez la(es) commande(s) utilisée(s).