Elektronika
Rysino - płytka ewaluacyjna FPGA Intel MAX10 - PCB do projektu AVT 5726
- Umożliwia prototypowanie własnych projektów z układem FPGA Intel MAX10, z programowaniem przez JTAG, konwerterem USB-UART i wyprowadzeniami zgodnymi z Arduino. Wersja A zawiera płytkę PCB.
Rysino - płytka ewaluacyjna z FPGA Intel MAX10 - płytka drukowana do AVT5726
Płytka PCB do wykonania minimalistycznej płytki ewaluacyjnej z układem FPGA Intel MAX10.
Rysino - kompaktowa baza do projektów FPGA
AVT5726 Rysino to projekt minimalistycznej płytki ewaluacyjnej przeznaczonej do nauki i prototypowania własnych konstrukcji opartych na układach FPGA z rodziny Intel MAX10. Konstrukcja daje dostęp do podstawowych zasobów układu, złącza JTAG, interfejsu USB-UART oraz wyprowadzeń zgodnych mechanicznie z popularnym formatem Arduino.
Zastosowany układ Intel MAX10 10M04SAE144C8G zawiera 4000 elementów logicznych, pamięć RAM, pamięć Flash do konfiguracji i aplikacji użytkownika, bloki mnożące oraz przetwornik ADC. Na płytce przewidziano generator 8 MHz, diody LED, przełączniki DIP, przycisk resetu i konwerter FT230XS. Wersja A obejmuje samą płytkę PCB; układ FPGA, konwerter USB-UART, stabilizator, złącza, generator, przełączniki i pozostałe elementy trzeba skompletować osobno.
Karta techniczna
AVT5726
Minimalistyczna płytka ewaluacyjna z układem FPGA Intel MAX10 do nauki, testów i prototypowania własnych projektów cyfrowych.
| Wersja | A - płytka PCB |
| Typ modułu | płytka ewaluacyjna FPGA |
| Nazwa projektu | Rysino |
| Układ FPGA | Intel MAX10 10M04SAE144C8G |
| Liczba elementów logicznych | 4000 LE |
| Pamięć RAM FPGA | 189 Kb, 21 bloków po 9 Kb |
| Pamięć Flash FPGA | 1248 Kb, dzielona między bitstream i aplikację użytkownika |
| Bloki mnożące | 20 bloków dla liczb 18-bitowych |
| Przetwornik analogowo-cyfrowy | wbudowany ADC, wejścia A0…A5 wyprowadzone na złącze |
| Programowanie FPGA | JTAG, np. programator USB Blaster i Quartus Prime Programmer |
| Komunikacja z komputerem | USB-UART przez FT230XS; linie Tx/Rx podłączone do MAX10 |
| Zasilanie | przez złącze USB |
| Zasilanie logiki FPGA | 3,3 V ze stabilizatora na płytce |
| Zegar referencyjny | generator 8 MHz, możliwy jako taktowanie układu lub referencja PLL |
| Elementy użytkownika | 8 diod LED, 4 przełączniki DIP, przycisk RST |
| Złącza rozszerzeń | wyprowadzenia w formacie zgodnym mechanicznie z Arduino UNO R3 |
| Poziomy logiczne wyprowadzeń | maksymalnie 3,3 V na wejściach/wyjściach FPGA |
| Reset | przycisk RST podłączony do wejścia DEV_CLRn / pinu użytkownika |
| Test uruchomieniowy | projekt testowy board_test.sof: sterowanie diodami, licznik binarny i echo UART |
| Płytka PCB | 68x53 mm |
Wersja A - płytka PCB i wykaz elementów
AVT5726 A - płytka PCB. Układ FPGA, konwerter USB-UART, stabilizator, generator 8 MHz, diody LED, przełączniki, złącza USB, JTAG i goldpin trzeba skompletować osobno.
| Rezystory SMD 0603 | R1…R8, R13 - 220Ω; R9…R12, R14…R17 - 10kΩ |
| Kondensatory | C1, C2 - 10µF SMD0405; C3…C10 - 100nF SMD0603 |
| Półprzewodniki i układy | IC1 - 10M04SAE144C8G; IC2 - FT230XS; IC3 - LF33CDT; LED1…LED9 - zielone diody LED SMD0603 |
| Taktowanie | QG1 - generator kwarcowy 8 MHz DIL08s |
| Elementy obsługi i złącza | USB - złącze microUSB SMD; RST - mikroprzycisk; S1 - poczwórny DIP switch; JTAG - wtyk kątowy goldpin 2×5; ARDUINO - gniazda goldpin 6, 6, 8 i 10 pinów |
Notes
Płytka jest przeznaczona do pracy z układem Intel MAX10, który ma zintegrowaną pamięć Flash. Dzięki temu nie wymaga zewnętrznej pamięci konfiguracyjnej do przechowywania bitstreamu.
Do programowania potrzebny jest interfejs JTAG, np. USB Blaster. Po wybraniu Auto Detect w Quartus Prime Programmer należy wybrać układ 10M04SA, zgodnie z opisem w dokumentacji.
Port USB służy nie tylko do zasilania. Dzięki FT230XS płytka udostępnia także komunikację szeregową z komputerem, a linie Tx i Rx są połączone bezpośrednio z MAX10.
Wyprowadzenia w formacie Arduino nie oznaczają zgodności z poziomami 5 V. Maksymalne napięcie doprowadzane do pinów FPGA wynosi 3,3 V, dlatego moduły Arduino 5 V wymagają dopasowania poziomów.
Przy korzystaniu z ADC trzeba uwzględnić ograniczenia banków wejścia/wyjścia MAX10. Dokumentacja wskazuje, że włączenie ADC ogranicza dostępność części portów, dlatego warto sprawdzić mapę pinów przed projektowaniem rozszerzeń.
Uwaga: piny FPGA pracują z poziomami 3,3 V. Podłączenie sygnałów 5 V do wyprowadzeń zgodnych mechanicznie z Arduino może uszkodzić układ MAX10. Przy współpracy z modułami 5 V należy stosować konwertery poziomów lub odpowiednie układy pośredniczące.
Najczęściej zadawane pytania
Mechanicznie płytka wyprowadza część pinów w formacie zgodnym z Arduino, ale nie jest zamiennikiem Arduino UNO. Pracuje z układem FPGA, wymaga projektów logicznych dla MAX10 i obsługuje poziomy 3,3 V, a nie typowe 5 V znane z wielu płytek Arduino.
Nie. Kabel USB zasila płytkę i zapewnia port szeregowy przez FT230XS, ale konfiguracja FPGA odbywa się przez złącze JTAG. Do wgrywania bitstreamu potrzebny jest programator USB Blaster lub zgodny interfejs JTAG.
FT230XS realizuje konwersję USB-UART. W projektach użytkownika może służyć do komunikacji z komputerem jako port szeregowy, np. do diagnostyki, transmisji danych lub testu echo opisanego w przykładowym bitstreamie.
Rodzina MAX10 ma zintegrowaną nieulotną pamięć Flash. Może ona przechowywać konfigurację FPGA, a część pamięci może być dostępna także dla aplikacji użytkownika, co upraszcza konstrukcję płytki ewaluacyjnej.
Trzeba sprawdzić mapę pinów, banki I/O, poziomy napięć i ewentualne ograniczenia wynikające z włączenia ADC. Szczególnie ważne jest upewnienie się, że moduł rozszerzeń nie podaje na wejścia FPGA napięć wyższych niż 3,3 V.
