آموزش پیاده سازی پروتکل 1Wire در FPGA با VHDL + تست عملی

FPGA چیست؟ FPGA ( Field-Programmable Gate Array) نوعی دیوایس الکترونیکی قابل برنامه‌ریزی است که از ترکیب تراشه‌های ترتیبی و تراشه‌های منطقی برای انجام عملیات منطقی و الکترونیکی استفاده می‌کند. به طور کلی، FPGA‌ها دارای قابلیت‌های منحصربه‌فردی هستند که آن‌ها را به یک ابزار قدرتمند در زمینه‌های مختلف الکترونیکی و مهندسی میکروپردازنده تبدیل کرده است. از قابلیت‌های مهم FPGA نسبت به میکروکنترلر، می‌توان به پردازش موازی، سرعت بالا، کارایی بالا و انعطاف‌پذیری اشاره کرد. از طرف دیگر یادگیری اینترفیس‌های مختلف برای برقراری ارتباط بین FPGA و دیوایس‌های مختلف می‌تواند در بسیاری از پروژه‌ها به کار بیاید. اهمیت یادگیری پیاده‌‌سازی اینترفیس 1wire در FPGA با زبان VHDL چیست؟ یادگیری پروتکل‌های ارتباطی در دستگاه‌های الکترونیکی اهمیت بسیار زیادی دارد زیرا این پروتکل‌ها ابزاری برای ارتباط و تبادل داده بین دستگاه‌ها هستند. با استفاده از پروتکل‌های ارتباطی، دو دستگاه الکترونیکی می‌توانند به یکدیگر متصل شده و اطلاعات و داده‌ها را با هم تبادل کنند. یادگیری این پروتکل‌ها باعث می‌شود که ارتباط بین دستگاه‌ها بهبود یابد و عملکرد هماهنگ‌تری داشته باشند. همچنین آشنایی با پروتکل‌های ارتباطی به افزایش توانایی برنامه‌نویسی و طراحی دستگاه‌های الکترونیکی کمک می‌کند. در این فرادرس چه چیزی یاد می‌گیریم؟ در این آموزش پروتکل ارتباطی 1wire توضیح داده شده و نحوه پیاده‌سازی آن را بر روی برد FPGA شرکت Xilinx سری Spartan6 با زبان کدنویسی VHDL با یک مثال عملی جهت آموزش بهینه خواهیم داشت. ابتدا پروتکل 1wire را از نظر پیاده‌سازی سخت‌افزاری، منطقی و زمانی مورد بررسی قرار خواهیم داد. سپس، مسیر کدنویسی را با رسم ASM چارت مشخص کرده و براساس آن شروع به کدنویسی VHDL می‌کنیم. در نهایت کدهای پیاده‌سازی شده سنسور دما DS18B20 با اتصال به برد FPGA به‌صورت عملی تست می‌شود و نتایج خروجی مورد بررسی قرار می‌‌گیرد.

فرادرس

فیروز همتی