LabsLand is een wereldwijd netwerk van echte laboratoria die online beschikbaar zijn. Studenten (van scholen, universiteiten en platforms voor levenslang leren) kunnen toegang krijgen tot de echte laboratoria via het internet, met behulp van hun laptop, tablet of telefoon.

De laboratoria zijn ofwel in real-time (Arduino, FPGAs...) gevestigd in verschillende universiteiten over de hele wereld. In bepaalde vakgebieden (Natuurkunde, Biologie, Chemie) zijn de laboratoria LabsLand Ultraconcurrent Laboratories, zodat de universiteit alle mogelijke combinaties heeft opgenomen van wat er in het laboratorium kan worden gedaan (in sommige gevallen meerdere duizenden) en deze op een interactieve manier beschikbaar stelt.

In ieder geval is het laboratorium altijd echt (niet gesimuleerd) en beschikbaar via het web (je hoeft geen hardware te verkrijgen, je hoeft je niet bezig te houden met verzending, enz.).

Bekijk hoe een typische gebruikerssessie werkt in de volgende video:

Dit laboratorium laat je basis Digitale Elektronica leren.

Je zult in staat zijn om Combinatorische Systemen te ontwerpen door een waarheidstabel te ontwerpen en in te vullen, Booleaanse Algebra te gebruiken, Karnaugh-Veitch (KV of VK) kaarten te creëren, en de systemen die je maakt in echte remote hardware (Intel FPGAs) te testen.

Samenvatting

Het Digital Trainer-laboratorium is ontworpen voor studenten die beginnen met digitale logica, waarheidswaarden tabellen en de algebra van Boole.

Tijdens de activiteit ziet de student een Intel FPGA die een reeks eenvoudige waarheidswaarden tabellen implementeert. De student kan met de FPGA-apparaten interactief zijn door de invoeren van het systeem te variëren via schakelaars, en de uitgangen waar te nemen via LEDs. De uitdaging is om te bepalen welke logische operator de FPGA in elk geval implementeert (bijv. EN, NAND...).

 

 

Meer details

De activiteit is zodanig ontworpen dat deze relatief eenvoudig en recht-toe-recht-aan is, maar tegelijkertijd boeiend is voor de studenten. Het is ontworpen in een spelachtige stijl en is gebaseerd op echte hardware (FPGAs). Op die manier is het niet alleen nuttig om bekend te raken met digitale logica, maar het stelt studenten ook in staat om toekomstige toepassingsmogelijkheden van die kennis te zien door op een oppervlakkige manier te interacteren met FPGA-apparaten, van dezelfde soort die in de industrie worden gebruikt.

Interacties met de FPGA-apparaten voegen geen complexiteit toe, aangezien studenten ze niet hoeven te programmeren; ze implementeren al een zwarte doos logica (wat precies het punt van de activiteit is).

Het laboratorium is oorspronkelijk gebaseerd op een activiteit die Intel Corporation vaak uitvoert in zijn seminars, zowel hands-on als op afstand, gebruikmakend van hun Intel DE1-SoC, Intel DE2-115, of andere types van FPGAs.

Leer hardwareontwerp met echte FPGAs!

In dit laboratorium kun je leren programmeren met behulp van twee talen voor hardwareontwerp: VHDL of Verilog, en je code testen op een van de vele beschikbare borden. Elke FPGA heeft een reeks componenten die al zijn geplaatst, zoals 10 LEDs, 6 displays met 7 segmenten of meerdere klokken. Daarnaast heb je toegang tot 10 virtuele schakelaars en 4 virtuele knoppen die je in je ontwerp kunt gebruiken en die je zult zien wanneer je met de echte hardware werkt.

Telkens wanneer je je code synthetiseert, word je toegewezen aan een specifiek bord (zoals Terasic DE2-115 of Terasic DE1-SoC of andere), en kun je je code naar een van de beschikbare borden sturen en de schakelaars aan- of uitzetten of de knoppen indrukken om te zien hoe je ontwerp zich gedraagt. De borden bevinden zich op verschillende universiteiten, zoals je zult zien wanneer je elk bord gebruikt.

In dit laboratorium heb je geen software of hardware nodig die op je computer, tablet of telefoon is geïnstalleerd.

Schrijf en compileer je ontwerp in de browser en test het op een echte DE1-SoC. Bekijk de leds en zevensegmentdisplays via de livecamera en bedien de virtuele schakelaars en knoppen.

Kies voor UART de standaardinterface en schakel de seriële UART-terminal in voordat je het bord opent. UART-sessies gebruiken compatibele borden.

Maak en compileer je FPGA-ontwerp in Quartus en upload het .sof-bestand hier. Kies de standaardinterface voor directe toegang of selecteer vooraf een interface voor andere beschikbare bedieningselementen en simulaties.

Kies voor UART de standaardinterface en schakel de seriële UART-terminal in voordat je het bord opent. UART-sessies gebruiken compatibele borden.

Leer hardware-ontwerp met FPGA's met Terasic DE2-115!

In dit laboratorium kun je leren programmeren met behulp van twee hardware-ontwerptalen: VHDL of Verilog, en je code testen in een echte Terasic DE2-115 FPGA. De FPGA heeft een set componenten die al geplaatst zijn, zoals 18 rode LED's, 9 groene LED's, 8 7-segmentdisplays, verschillende klokken. Daarnaast heb je toegang tot 18 virtuele schakelaars en 4 virtuele knoppen die je in je ontwerp kunt gebruiken en die je zult zien wanneer je met de echte hardware werkt. Op deze manier kun je de schakelaars aan- en uitzetten of op de knoppen drukken en zien hoe je ontwerp zich gedraagt. De borden bevinden zich op verschillende universiteiten, zoals je zult zien wanneer je elk bord gebruikt.

In dit laboratorium heb je geen software of hardware nodig die op je computer, tablet of telefoon is geïnstalleerd.

Leer hardwareontwerp met FPGA's met de Terasic DE2-115!

In dit laboratorium kun je leren hoe je kunt programmeren met behulp van twee hardwareontwerptalen: VHDL of Verilog, en je code testen in een echte Terasic DE2-115 FPGA. De FPGA heeft een reeks componenten die al zijn geplaatst, zoals LED's, 7-segmentdisplays of meerdere klokken. Daarnaast heb je toegang tot 18 virtuele schakelaars en 4 virtuele knoppen die je in je ontwerp kunt gebruiken en die je zult zien tijdens interactie met de echte hardware. Op deze manier kun je de schakelaars aan- of uitzetten of op de knoppen drukken en zien hoe je ontwerp zich gedraagt. De borden bevinden zich in verschillende universiteiten, zoals je zult zien bij het gebruik van elk bord.

In dit laboratorium heb je geen software of hardware nodig die op je computer, tablet of telefoon is geïnstalleerd.

Dit lab gebruikt het vaste Nios V-systeem van FPGAcademy. Upload ELF-programma’s of schrijf C of RISC-V-assembly in de browser. De FPGA-configuratie wordt geleverd. Het startprogramma kopieert NSW0–NSW9 naar LEDR0–LEDR9.

FPGAcademy · DE1-SoC Computer · Nios V (PDF)