Créons une application pour une carte à puce : Hello World !

J'ai, à de nombreuses reprises, détaillé en quoi implémenter un SoC sur mesure sur un FPGA présentait de nombreux avantages. En particulier lorsque cela est aussi facile qu'avec le framework LiteX où, avec un minimum de code Python, cela se transforme en un simple jeu de construction. Mais utiliser les périphériques déjà disponibles, même s'ils sont nombreux et variés, ne représente qu'une petite partie des bénéfices de l'exercice. Là où cela devient réellement magique, c'est lorsqu'il s'agit de créer ses propres périphériques, et c'est précisément ce que nous allons voir ici.

Dans le petit monde des cartes et des équipements initialement destinés à une tout autre utilisation, mais pouvant faire office de très sympathiques plateformes de développement FPGA, la famille « Colorlight » est presque un classique. Ce matériel, initialement prévu pour être une carte de pilotage de panneaux à LED interfacée en Ethernet, a déjà été évoqué dans les pages de ce magazine, dans un excellent article de Fabien Marteau il y a quelques années [1]. Nous revenons ici sur le sujet, avec une approche différente et, surtout, une modification matérielle permettant d'en tirer vraiment le maximum...

Parfois, on se fixe des objectifs tout en sachant que ce n'est pas vraiment la bonne façon de faire, mais que l'approche visée pourrait être originale, amusante et instructive. Dans cette catégorie de fausses bonnes idées, nous avons le fait de vouloir utiliser un matériel PCIe directement depuis l'espace utilisateur, un peu comme on met en œuvre la libUSB pour un périphérique non directement pris en charge par un pilote noyau. La victime supposée de cette aventure est une carte CH368L, qui en soi est déjà relativement atypique...

Dans un précédent article, nous avons créé notre propre périphérique, écrit en Python/Migen, et l'avons intégré à notre SoC LiteX afin de permettre un pilotage depuis un code C exécuté par le SoC RISC-V (VexRiscv). Mais réimplémenter systématiquement en Migen les éléments dont nous pouvons avoir besoin représente un investissement conséquent en temps et en énergie. Fort heureusement, LiteX permet de relativement simplement intégrer du code HDL, Verilog, VHDL ou autre, et donc de profiter de l'ensemble des IP cores disponibles sous licence open source pour les utiliser dans son projet...