De PYNQ-board Beheersen: Uitgebreide Gids voor Programmeerbare Projecten

Er zijn veel manieren om programmeerbare, spannende elektronica-projecten te bouwen. Arduino of Raspberry Pi zijn populair. Maar voor een makkelijkere toegang tot Xilinx-platformen hebt u een PYNQ-board nodig.

Een PYNQ-board opent andere mogelijkheden voor programmeren tijdens het bouwen van elektronica-projecten.

Hoe werkt het board? Dit artikel toont wat een PYNQ-board is, hoe u het gebruikt, wat u ermee kunt doen, en meer.

Wat is een PYNQ-board?

PYNQ-boards zijn ontwikkelingsboards die het PYNQ-programma gebruiken. PYNQ is een door Xilinx ontwikkeld project dat met Xilinx-platformen werkt. Ontwerpers kunnen deze platforms gemakkelijk gebruiken.

Python en zijn bibliotheken zijn de belangrijkste programmeertalen voor PYNQ-boards. Ontwerpers kunnen dit benutten voor unieke projecten.

PYNQ-Z1

PYNQ-Z1's ontwerp is compatibel met het PYNQ-framework. De SoC van het board is te ontwikkelen met Python. Ontwerp lijkt op Xilinx Zynq-7000 SoC: combineert FPGA-programmeerbaarheid met krachtige dual-core processor.

PYNQ-Z2

FPGA-gebaseerd ontwikkelingsboard rond ZYNQ XC7Z020. PYNQ-ondersteuning stelt embedded programmeurs in staat Xilinx ZYNQ SoCs volledig te verkennen zonder beperkingen.

PYNQ-ZU

Ontwerp ondersteunt PYNQ intensief. Rond Xilinx Zynq Ultrascale+. Verschillende features en uitbreidingsinterfaces voor gebruik met andere ontwikkelingsboards.

PYNQ-Z1 Board Kenmerken

De PYNQ-Z1 is een state-of-the-art SoC-ontwikkelingsplatform: krachtig en gemakkelijk te programmeren. Hard- en software bieden uitzonderlijke features die dit board aantrekkelijk maken voor ontwerpers, embedded programmeurs, etc.

Hardware: Pmod-poorten, HDMI in/uit, audio uit, onboard I/O, connectiviteit (USB, Ethernet), Arduino-headers. Alle features maken PYNQ-Z1 aanpasbaar en uiterst veelzijdig.

Perfect voor toepassingen: IoT, embedded computing versnelling, computer vision, encryptie, industriële controle.

Software: PYNQ open-source framework. Boot-image instellen vanaf microSD-kaart. Gratis te downloaden en kopiëren naar SD-kaart. Of SD-kaart kopen met voorgeladen boot-image. Ontwerpers kunnen Xilinx Vivado Design Suite tools gebruiken voor nieuwe hardwarebibliotheken (gratis).

Hoe PYNQ te Gebruiken?

Het is eenvoudig. Eerst board instellen.

Wat U Nodig Hebt

• PYNQ-Z1 board
• Micro-SD-kaart (leeg of met voorgeladen image)
• Computer met ondersteunde browser
• Micro-USB-kabel
• Ethernet-kabel

Micro-SD-kaart Instellen

Voorgeladen SD-kaart kopen online. Of bij lege SD-kaart:

1. Download PYNQ-Z1 boot-image
2. Pak gezipte bestand uit
3. Schrijf image naar SD-kaart (minimaal 8 GB aanbevolen)

Klaar: PYNQ-image klaar om te booten.

Board Instellen

PYNQ-Z1 board in 6 stappen instellen:

1. Board instellen om te booten vanaf SD-kaart: boot-jumper op twee bovenste JP4-pinnen (SD-positie)
2. Board voeden: USB-kabel of 12V-spanningsregelaar. USB: power-jumper op twee bovenste pinnen. 12V-regelaar: jumper op REG
3. Geladen SD-kaart in stoppen (slot onder board)



4. USB-kabel: computer verbinden met PYNQ-Z1 (USB-poort = PROG UART-poort)



5. Ethernet-kabel aansluiten (dieper ingaan later)
6. PYNQ-Z1 inschakelen (zie instructies hieronder)

Ethernet Instellen

Twee manieren: netwerkrouter of computer.

Aanbeveling: Netwerkrouter voor up-to-date board en recente pakketten.

Verbinden met Netwerkrouter

Board krijgt IP-adres. Toestemming voor netwerkvereist, anders netwerkproblemen.

1. PYNQ-Z1 met Ethernetkabel aan router/switch
2. Computer aan dezelfde router/switch via Wi-Fi of Ethernet
3. Surf naar https://pynq:9090/ voor Jupyter Notebooks

Tip: Hostname wijzigen of proxy configureren is optioneel.

Verbinden met Computer

Ethernetpoort op computer nodig. Toestemming voor netwerkinterface-wijziging.

Direct PYNQ gebruik, maar geen internettoegang → geen updates/nieuwe pakketten.

1. Statisch IP-adres voor computer instellen
2. Ethernetkabel: board met computer verbinden
3. Surf naar https://192.168.2.99:9090/ voor Jupyter Notebooks

Pro-tip: Internettoegang voor board via bridging van board's Ethernet naar computer's internet.

PYNQ-Z1 Insakelen

Stroomschakelaar omzetten, check of rode LED brandt. Direct aan = stroom. Wacht paar seconden op groene/gele LED (Zynq-apparaat werkt). Wacht op twee blauwe LED's knipperen en vier groene/gele LED's constant aan. Systeem klaar.

Verbinden met Jupyter Notebooks

Verbindingswijze bepaalt Jupyter-toegang. Na bezoek adres in browser: inlogpagina. Gebruikersnaam en wachtwoord: Xilinx.

Hostname of statisch IP wijzigen → webadres voor Jupyter aanpassen.

PYNQ vs. ZYNQ

ZYNQ combineert programmeerbare FPGA-hardware en ARM-processorsoftware in één SoC. PYNQ baseert op ZYNQ maar voegt Python-programmering met bibliotheken toe.

Hoe PYNQ Geleverd Wordt voor ZYNQ-boards?

Twee manieren: bootbare Linux-image met PYNQ Python-pakket, of Python-pakket voor hostcomputers (bijv. AWS-F1).

Voorbeeldprojecten

• Xilinx's PYNQ Computer Vision
• PYNQ BOT
• PYNQ Repository
• Deep Learning (PYNQ)
• Networking (PYNQ)

PYNQ FPGA

PYNQ stelt ontwerpers en embedded programmeurs in staat FPGA te gebruiken via Python en Jupyter notebooks.

Afsluiting

PYNQ-boards verschillen van andere ontwikkelingsboards. Bieden spannende hard-/softwarefeatures, hanteren geavanceerde taken/toepassingen (deep learning, computer vision). Gebruikt intuïtieve Python-taal voor gemakkelijk programmeren en bouwen van spannende projecten.

Wat denkt u van PYNQ-boards? Hulp nodig bij aanschaffen? Neem gerust contact met ons op.