QuickFeather: Uma placa de desenvolvimento open hardware com MCU + FPGA

Recentemente escrevi sobre a adoção do form factor Adafruit Feather em placas de desenvolvimento e também sobre novas placas desenvolvimento para FPGA, como a FireAnt e a iCEBreaker.

Agora apresento a mais nova iniciativa para placas desenvolvimento com FPGA, a QuickFeather.

Lançada pela QuickLogic, em uma campanha no Crowd Supply, tem a proposta de ser uma placa com ecossistema o mais open source possível. Usando o form factor Adafruit Feather, foi baseada no SoC  QuickLogic EOS S3, que integra no mesmo encapsulamento um microcontrolador ARM Cortex M4* e FPGA (eFPGA). 

A placa ainda traz diversos recursos onboard, conforme apresentarei a seguir.

*Apesar de mencionarem na campanha que a placa é 100% open source a ISA não é. Bem que poderia ser RISC V.

Características e especificações do hardware da QuickFeather

Lançada com objetivo de suportar projetos de Machine Learning embarcados, além do SoC EOS S3, a QuickFeather vem com diversos sensores e carregador de bateria LiPo:

Resumo das suas características

SoC EOS S3: MCU + eFPGA 

• Microcontrolador ARM Cortex®-M4F 
  • opera em até 80 MHz 
  • 512 Kb SRAM
• Embedded FPGA (eFPGA)
  • 2400 Células lógicas
  • 64 Kb RAM

Feather Form Factor

• Compatível com protoboard
• 58.4 mm x 22.9 mm
• 20 GPIO no pinout Feather + 13 GPIO adicionais

Interfaces

• Conector de programação SWD
• Os sinais de dados USB estão ligados à eFPGA
• UART disponível via headers
• I²C
• I²S
• SPI

Armazenamento:

• 16 Mbit (SPI NOR flash) – GigaDevice GD25Q16CEIGR

Sensors

• Acelerômetro – mCube MC3635
• Pressão – Infineon DPS310
• Microfone- Infineon IM69D130

Interfaces de usuário

• LED RGB
• Push Button de uso geral
• Push Button para Reset 

Power

• via micro USB tipo B (regulado para 3,3 V)
• bateria Li-Po 
  • Circuito de carregamento a bordo – Microchip MCP73831/2
  • Conector JST  padrão para Li-Po 

O hardware foi desenvolvido no Kicad e os arquivos do projeto estão disponíveis no repositório GitHub(Link no final do artigo).

Softwares

A QuickFeather possui suporte para programação do MCU com os RTOS: Zephyr RTOS e  FreeRTOS. Os RTOS estão integrados no QORC SDK, desenvolvido pela empresa. Já para a FPGA é usada a ferramentas de código aberto para FPGA SymbiFlow. 

Eles também se uniram com a Antmicro para adicionar suporte ao EOS S3 SoC na estrutura de simulação e teste de código aberto Renode.

São exploradas aplicações com  TensorFlow Lite e SensiML.

A campanha da QuickFeather no Crowd Supply está aberta, com valor inicial de $59 para  uma placa. A recompensas estão previstas para serem enviadas em agosto de 2020. 

Videos sobre a QuickFeather

Video da campanha

Apresentação da placa

“Hello World”

Programando a QuickFeather usando TinyFPGA

Documentação

• QuickFeather User Guide
• Hardware Files
• QORC SDK with FreeRTOS
• QuickLogic fork of Zephyr RTOS
• SymbiFlow Tutorial

Saiba Mais

FireAnt – Uma placa FPGA para makers e desenvolvedores de hardware

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Fábio Souza

Website

Engenheiro, especialista em sistemas embarcados. Hoje é diretor de operações do portal Embarcados, onde trabalha para levar conteúdos de eletrônica, sistemas embarcados e IoT para o Brasil.

Também atua no ensino eletrônica e programação. É entusiasta do movimento maker, da cultura DIY e do compartilhamento de conhecimento, publica diversos artigos sobre eletrônica e projetos open hardware.

Com iniciativas como o projeto Franzininho e projetos na área de educação, leva a cultura maker para o Brasil capacitando e incentivando professores e alunos a usarem tecnologia em suas vidas. Participou da residência hacker 2018 no Red Bull Basement.