David Williams es “FPGA-Curioso”

Por si no lo habéis notado, en la Superconferencia de este año tuvimos un tema un poco más de FPGA. ¿Por qué? Porque la cadena de herramientas FPGA de código abierto está madurando, y porque muchos de los problemas que los hackers (y académicos) están abordando en estos días se han vuelto lo suficientemente complejos como para justificar su uso. Un ejemplo de ello: David Williams es un profesor universitario que sólo quería construir un proyecto de robótica cuadrúpeda. Cada pata tiene un complejo conjunto de motores, conductores de motor, sensores y otros mecanismos de retroalimentación. La centralización de todos estos datos puso a prueba la red de robots, y con tantos dispositivos los microcontroladores se estaban quedando sin GPIOs. Esto le llevó a convertirse, en sus palabras, en “curioso con las FPGAs”.

Si está buscando una introducción suave al estado del arte en FPGAs de código abierto, esta es su charla. David cubre todo, desde una vista de pájaro de los lenguajes de descripción de hardware, a través de toda la cadena de herramientas de código abierto basadas en Yosys, e incluso a través de incrustar CPUs blandas en el tejido de la FPGA. Y eso es sólo los primeros 18 minutos. (Se desliza para su disfrute, y puede ver la charla incrustada debajo de la pausa).

La segunda parte de la charla es más sobre su experiencia personal y consejos basados en el último año más o menos de su experiencia pasando de novato en la FPGA a maestro de su propio robot. Destaca la versatilidad de un soft-CPU en una FPGA frente a una solución de microcontrolador pre-cocinado. Con el microcontrolador se obtienen todos los periféricos incorporados en el silicio, pero con la FPGA se llega a escribir sus propios periféricos. ¿Quieres un bus de 10 cables tipo SPI? Simplemente codifícalo. Tus periféricos son tan simples o complejos como necesites que sean.

Por el lado del hardware, David habla del estándar PMOD (¡un hombre con corazón propio!) y señala la gran ecología de los dispositivos compatibles con el PMOD que existen. Ir por una solución plug-in también significa que su trabajo de ingeniería se reduce a la construcción de una placa portadora que puede alojar la placa base de la FPGA que usted elija y conectarla con un montón de PMODs. Es difícil conseguir algo mucho más simple que eso.

David también está muy interesado en la capa de software, y en fomentar la reutilización del código de Verilog entre los diseños. Con este fin ha escrito su propio estándar de bus e interconexión, y algunos módulos que hacen cosas como datos de buffer, proceso de video, y así sucesivamente. Aunque probablemente hubiéramos optado por la arquitectura de interconexión estándar de código abierto WISHBONE, David agrupó un montón de las posibles señales y las llamó “pipe” (tubería). Comparado con WISHBONE, el diseño de David hace unas cuantas elecciones juiciosas y por lo tanto agiliza enormemente la interconexión. Él tiene el código para ir con todo, así que echa un vistazo si estás interesado. Sólo estamos especulando, pero si escribieras un “pipe” (tubería) en el conector WISHBONE, tendrías lo mejor de ambos mundos.

Finalmente, David no sólo está silbando Dixie. Tomó una cámara de video, la conectó a su placa de Supercon a través de la ranura para cartuchos, y la hizo mostrar video en tiempo real, todo esto usando piezas de código que había escrito previamente y que simplemente conectó junto con sus “pipas”. Una gran demostración es muy convincente.

En resumen, la charla de David es un gran resumen de la situación actual de las FPGAs de código abierto. Tanto si es la primera vez que lo pruebas, como si eres un desarrollador de FPGAs moderadamente hábil, aquí hay algo para ti. Y en todo caso, la llamada de David para acabar con los cincuenta años de secretismo y acaparamiento de IP que han rodeado a las FPGAs es un grito de guerra que podemos apoyar. Ya tenemos las herramientas en nuestras manos, y el hardware se ha vuelto barato y accesible. Si está buscando un lugar para empezar, pruebe el taller de FPGA auto-guiado de Supercon, y luego tal vez el FPGA Bootcamp de Al Williams. El momento de una revolución de la FPGA para los hackers está maduro. A las armas!

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