Genel Bakış
Adiuvo Engineering, Raspberry Pi RP2354 mikrodenetleyicisi ile Efinix Trion T8 FPGA’yı tek bir geliştirme kartında birleştiren Forgix’i duyurdu. Breadboard uyumlu Teensy form faktöründe tasarlanan kart; donanım-yazılım eş tasarımı (hardware-software co-design) üzerine çalışan geliştiricileri hedefliyor. Çift çekirdekli Arm Cortex-M33 işlem gücünü 7.384 mantık elemanından oluşan programlanabilir donanım dokusuna bağlıyor.
Mimari: İki Çip, İki Dünya
Forgix, yazılım çalıştırma ve özel dijital donanım olmak üzere ikiye ayrılmış bir bölünmüş mimari (split architecture) kullanıyor:
-
RP2354 (MCU tarafı): Çift çekirdekli Arm Cortex-M33 (isteğe bağlı RISC-V desteğiyle), 520KB dahili SRAM, harici QSPI PSRAM. Genel amaçlı yazılım, kontrol mantığı ve FPGA yapılandırması bu tarafta yönetiliyor.
-
Efinix Trion T8F49 (FPGA tarafı): 7.384 mantık elemanı, harici ECS-2520MV osilatörle besleniyor. Yüksek hızlı sinyal işleme, özel dijital çevre birimleri veya RTL donanım hızlandırma için kullanılıyor.
Donanım Özellikleri
- Arayüzler: SPI, I2C, UART, ADC, USB 1.1 — başlık pinlerine çıkartılmış
- FPGA I/O: 3.3V FPGA I/O rayları, MCU pinlerinden ayrı
- USB: Tek USB Type-C — hem güç hem programlama
- Kontroller: Kullanıcı yapılandırmalı push button, durum debug için adreslenebilir RGB LED
- Debug: Tag-Connect TC2030 SWD footprint — MCU için donanım seviyesinde debug
Forge FPGA Loader — Akıllı Bitstream Yükleme
FPGA pasif SPI modu (Mode 3) ile çalışıyor. Adiuvo’nun “Forge FPGA Loader” aracı, host PC üzerinde Python/Tkinter GUI veya CLI olarak çalışıyor ve Efinity araç zinciriyle üretilen .hex veya .bin bitstream dosyalarını USB CDC seri üzerinden doğrudan RP2354’e, oradan FPGA’ya aktarıyor.
Bu stream-through yöntemi sayesinde MCU’nun RAM sınırları tamamen aşılıyor — tam FPGA doku yapılandırması mikrodenetleyici belleğinde bitstream’i saklamadan yapılabiliyor.
Açık Kaynak Durumu: Forge FPGA Loader yazılımı Bitbucket üzerinde açık kaynak olarak paylaşılmış. Kartın donanım tasarım dosyaları (şematik, PCB) ve FPGA HDL kaynak kodu henüz kamuya açılmamış.
T3 Gemstone ile Bağlantısı
MCU + FPGA hibrit mimarisi, özellikle PREEMPT-RT çalıştıran gömülü Linux sistemlerinde yazılım tarafını SBC, gerçek zamanlı ve özel donanım mantığını ise FPGA üzerinde tutmak isteyen tasarımcılar için referans bir yaklaşım sunuyor. T3 Gemstone O1’deki AM67A’nın Cortex-R5F gerçek zamanlı çekirdekleri benzer bir soruya farklı bir cevap veriyor — bu iki yaklaşımın karşılaştırılması hem mimari hem de pedagojik açıdan değerli.
Overview
Adiuvo Engineering has announced Forgix, a compact development board combining the Raspberry Pi RP2354 microcontroller with an Efinix Trion T8 FPGA in a breadboard-friendly Teensy form factor. Designed for developers exploring hardware-software co-design, the board bridges dual-core Arm Cortex-M33 processing with 7,384 logic elements of programmable fabric.
Architecture: Two Chips, Two Worlds
Forgix uses a split architecture separated into software execution and custom digital hardware:
-
RP2354 (MCU side): Dual-core Arm Cortex-M33 (with optional RISC-V support), 520KB internal SRAM, external QSPI PSRAM. Handles general-purpose software, control logic, and FPGA configuration.
-
Efinix Trion T8F49 (FPGA side): 7,384 logic elements driven by an external ECS-2520MV oscillator. Used for high-speed signal processing, custom digital peripherals, or RTL hardware acceleration.
Hardware Specifications
- Interfaces: SPI, I2C, UART, ADC, USB 1.1 — broken out to header pins
- FPGA I/O: Dedicated 3.3V I/O rails separate from MCU pins
- USB: Single USB Type-C for both power and programming
- Controls: User-configurable push button, addressable RGB LED for status debugging
- Debug: Tag-Connect TC2030 SWD footprint for hardware-level MCU debugging
Forge FPGA Loader — Smart Bitstream Loading
The FPGA operates in passive SPI mode (Mode 3). Adiuvo’s “Forge FPGA Loader” runs as a Python/Tkinter GUI or CLI on the host PC, streaming Efinity-generated .hex or .bin bitstreams over USB CDC serial through the RP2354 directly to the FPGA.
This stream-through method bypasses the MCU’s RAM boundaries entirely — enabling full FPGA fabric configuration without needing to store the complete bitstream in microcontroller memory first.
Open Source Status: The Forge FPGA Loader software is available as open source on Bitbucket. Hardware design files (schematics, PCB) and FPGA HDL source code have not yet been made publicly available.
Relevance to T3 Gemstone
The MCU + FPGA hybrid architecture offers a useful reference for embedded designs that want to keep general-purpose software on an SBC while offloading real-time and custom hardware logic to programmable fabric. The AM67A’s Cortex-R5F real-time cores in T3 Gemstone O1 answer a similar question from a different angle — comparing both approaches is valuable from both an architectural and educational perspective.
Full article: Forgix hybrid board pairs Raspberry Pi RP2354 MCU with Efinix Trion FPGA
Product page: https://forgix.tech/
Purchase: Forgix Board – FPGA Horizons: Merch
Bitbucket (Forge FPGA Loader): Bitbucket