2023 年的 Node.js 生態(tài)系統(tǒng)
隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)和創(chuàng)新，Node.js 在 2023 年達(dá)到了一個(gè)新的高度。Node.js 擁有一個(gè)龐大的生態(tài)系統(tǒng)，可以幫助開發(fā)人員更快地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的應(yīng)用。本文就來看看 Node.js 最新的生
可編程門陣列（FPGA）是一種用戶可以編程的硬件電路，用于執(zhí)行邏輯操作。與特定應(yīng)用集成電路（ASIC）或處理器相比，F(xiàn)PGA具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。FPGA具備高能效、靈活的重編程性、支持并行處理以及較低的延遲，因此在許多應(yīng)用中被廣泛使用。
然而，F(xiàn)PGA的靈活性需要面對(duì)電路重編程的挑戰(zhàn)，對(duì)于初學(xué)者而言，這會(huì)增加學(xué)習(xí)成本和難度。
為了解決這個(gè)問題，虛擬FPGA實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目應(yīng)運(yùn)而生。該項(xiàng)目利用Makerchip平臺(tái)中的VIZ可視化功能，提供FPGA基本外設(shè)的可視化，以模擬物理實(shí)驗(yàn)室的體驗(yàn)。
Makerchip是一款免費(fèi)的基于Web的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），同時(shí)也提供makerchip-app，一款用于開發(fā)高質(zhì)量集成電路的虛擬桌面應(yīng)用程序。您可以在瀏覽器中編寫、編譯、模擬和調(diào)試Verilog設(shè)計(jì)。代碼、模塊圖和波形緊密集成在一起。Makerchip支持新興的事務(wù)級(jí)Verilog（ Transaction-Level Verilog）標(biāo)準(zhǔn)。事務(wù)級(jí)Verilog（TL-Verilog）是一個(gè)重大的進(jìn)步，它消除了Verilog的傳統(tǒng)語言特性，并引入了更簡(jiǎn)單的語法。與此同時(shí)，TL-Verilog為流水線和事務(wù)添加了強(qiáng)大的構(gòu)造。
簡(jiǎn)單 || 強(qiáng)大 || 靈活
使用TL-Verilog語言編寫的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)試時(shí)，可以通過可視化方式來觀察和分析設(shè)計(jì)的行為。通過在設(shè)計(jì)中插入調(diào)試語句，并以可視化形式顯示設(shè)計(jì)行為，幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行調(diào)試、驗(yàn)證和優(yōu)化的過程。
無需編寫測(cè)試臺(tái)即可查看模擬結(jié)果。IDE提供了內(nèi)置的時(shí)鐘，并在信號(hào)未被賦予任何值時(shí)為其分配隨機(jī)值。
設(shè)計(jì)以邏輯圖形式表示。非常容易瀏覽設(shè)計(jì)層次結(jié)構(gòu)、流水線和階段。
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首先將簡(jiǎn)單數(shù)字邏輯門的輸出可視化。從上面的GIF中可以看到左側(cè)是代碼部分，可以看到門的邏輯；右側(cè)是可視調(diào)試（VIZ）部分，可以看到每個(gè)邏輯門的可視化。我們可以在周期之間來回移動(dòng)，并在右上角看到當(dāng)前的周期。
可視調(diào)試是如何構(gòu)建的？可視調(diào)試是一個(gè)JavaScript畫布，在其中使用了fabric.js，這是一個(gè)功能強(qiáng)大且簡(jiǎn)單的JavaScript HTML5畫布庫(kù)框架，它使我們能夠在畫布元素上使用交互式對(duì)象模型。
目前，僅展示這些開發(fā)板。
在第一階段評(píng)估之前的編碼工作主要是在VIZ畫布屏幕上添加FPGA圖像，并支持可視化FPGA的LED燈、七段數(shù)碼管、LCD 16x2顯示器和VGA顯示器。下面是使用這些組件的示例演示：
演示：https://makerchip.com/sandbox/0mZf5hLPG/0y8h64Z#
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上面的GIF演示了一個(gè)16位計(jì)數(shù)器的示例，其輸出顯示在LED燈上。在這里使用了Zedboard開發(fā)板。初始化可以在第26、27和28行中看到。m4+fpga_init將初始化開發(fā)板，m4+fpga_led將使LED燈工作。如果要使用其他開發(fā)板，請(qǐng)?jiān)诘?6行更改M4_BOARD的值。
演示：makerchip.com/sandbox/0mZf5hLPG/0zmh8rV
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這個(gè)演示是一個(gè)從0到15的計(jì)數(shù)器，以十六進(jìn)制值顯示在七段數(shù)碼管的四個(gè)數(shù)字中。* digit是共陽(yáng)信號(hào)。每個(gè)七段數(shù)碼管包含段，基本上是可以通過發(fā)送低電平信號(hào)來打開的LED。要在七段數(shù)碼管中顯示數(shù)字8，需要通過低電平信號(hào)啟用所有段。
演示：makerchip.com/sandbox/0mZf5hLPG/0k5hYwz#
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這個(gè)程序在LCD 16x2顯示器中打印以下內(nèi)容：
第一行：FPGAs are fun!!!
第二行：—
完成后，將第一行和第二行向左移動(dòng)一次。
演示：makerchip.com/sandbox/0mZf5hLPG/0nZhlW1
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這是用于640* 480 VGA顯示器的可視化。信號(hào)和sy分別表示顯示光標(biāo)的水平和垂直位置。當(dāng)水平和垂直像素區(qū)域（和sy）小于64時(shí)，程序會(huì)繪制一個(gè)橙色的正方形，否則為藍(lán)色。在480p分辨率下，需要約40萬個(gè)周期來顯示一個(gè)完整的幀，包括所有前后廊道的時(shí)間約束。為了進(jìn)行可視化，我們將每個(gè)正方形框設(shè)置為32x32像素，因此可以在約470個(gè)周期內(nèi)完成一幀，以便更好地理解。無論如何，可以使用M4_COUNTER宏變量定義來調(diào)整正方形框的大小。還可以使用M4_FRAMES宏變量的定義來更改要可視化的幀數(shù)。
對(duì)于第二階段，開始可視化其他外設(shè)，如按鈕、滑動(dòng)開關(guān)、LED RGB、溫度傳感器、光傳感器等。以下是使用這些可視化的演示。
演示：makerchip.com/sandbox/0mZf5hLPG/0pghQw2
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當(dāng)按下特定的按鈕時(shí)，此程序會(huì)點(diǎn)亮LED燈。按鈕應(yīng)從開發(fā)板上輸入。不幸的是，Makerchip VIZ目前不支持交互功能。因此，為了使用這個(gè)外設(shè)，使用$pb信號(hào)手動(dòng)給按鈕輸入。
演示：makerchip.com/sandbox/05yf0h91P/066hVzy
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邏輯與上述按鈕示例相同。
演示：makerchip.com/sandbox/0mZf5hLPG/0mwh1MY
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溫度和光傳感器位于開發(fā)板的左下角。這里我們使用太陽(yáng)圖像作為熱源。隨著太陽(yáng)圖像遠(yuǎn)離溫度傳感器，相應(yīng)的溫度讀數(shù)將顯示在七段數(shù)碼管中。用于顯示傳感器讀數(shù)的時(shí)間為四個(gè)時(shí)鐘周期。這是因?yàn)槠叨螖?shù)碼管的陰極是連接在一起的。因此，為了顯示四個(gè)不同的數(shù)字，我們每個(gè)時(shí)鐘周期只啟用一個(gè)數(shù)字。由于一個(gè)周期的變化通常發(fā)生在幾十納秒的量級(jí)上，當(dāng)在實(shí)際的FPGA中運(yùn)行時(shí)，我們的肉眼會(huì)假裝所有數(shù)字在同一時(shí)間更新。
演示：makerchip.com/sandbox/0mZf5hLPG/0oYhlwR
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這里使用燈泡圖像作為熱源。上述溫度傳感器示例的邏輯在這里同樣適用。
演示：makerchip.com/sandbox/0mZf5hLPG/0vghOl6
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該程序根據(jù)占空比值在RGB LED中輸出不同的顏色，使用了脈寬調(diào)制（PWM）的概念。
SandPiper是一個(gè)代碼生成器，可以根據(jù)給定的TL-Verilog代碼生成可讀性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)良好的Verilog或SystemVerilog代碼。
SandPiper的SaaS版在云端作為微服務(wù)運(yùn)行，以支持簡(jiǎn)便的開源開發(fā)。請(qǐng)安裝SandPiper SaaS版用于此項(xiàng)目。
要在本地運(yùn)行，可以從RedwoodEDA獲取SandPiper教育版。
運(yùn)行FPGA設(shè)置的步驟如下：
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a. TL-Verilog文件的輸入文件名
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b. FPGA板名稱（如果板卡不在給定選項(xiàng)中，請(qǐng)?zhí)峁┌蹇ǖ牧慵?hào)）
如果板卡在給定選項(xiàng)中：
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如果板卡不在給定選項(xiàng)中：
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c.（可選）如果板卡不在給定選項(xiàng)中，則約束文件應(yīng)該以<filename_partno>.xdc的形式存在于您的工作目錄中。
例如：根據(jù)上面的圖像，應(yīng)該是design_xc7a100tcsg324-1.xdc
d. 時(shí)鐘周期（以納秒為單位）
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本文鏈接：http://www.www897cc.com/showinfo-26-13636-0.html不可不知的FPGA設(shè)計(jì)妙招，使用Makerchip進(jìn)行在線虛擬開發(fā)（附案例）
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