Elektronika
Zestaw uruchomieniowy FPGA Spartan 3AN50 - PCB do projektu AVT 5288
- Ułatwia naukę i testowanie projektów FPGA na Spartan 3AN50, z LCD, VGA, USB/RS232, JTAG, I²C, SD, enkoderami i peryferiami testowymi. Wersja A zawiera płytkę PCB.
Zestaw uruchomieniowy FPGA Spartan 3AN50 – płytka edukacyjna AVT5288
Zestaw pozwala uczyć się projektowania układów FPGA i testować projekty na układzie Xilinx Spartan 3AN50.
Płytka startowa do praktycznej nauki FPGA
AVT5288 to zestaw uruchomieniowy dla układu FPGA Xilinx Spartan 3AN50. Płytka udostępnia peryferia wejściowe, wyjściowe, analogowe i komunikacyjne, dzięki czemu można ćwiczyć projekty cyfrowe bez budowania całego otoczenia sprzętowego od podstaw.
Na płytce przewidziano wyświetlacz LCD 2×16, wyjście VGA, port USB/RS232, złącze JTAG, enkodery, nastawniki HEX, odbiornik RC5, przetworniki A/C i C/A, pamięć EEPROM, gniazdo karty SD oraz złącza rozszerzeń. To baza do nauki VHDL/Verilog, testowania bloków logicznych, interfejsów i prostych aplikacji multimedialnych.
Karta techniczna
AVT5288
Zestaw uruchomieniowy dla Xilinx Spartan 3AN50 z zasilaniem USB, stabilizatorami 1,2 V i 3,3 V, JTAG, LCD, VGA, USB/RS232, pamięcią EEPROM, gniazdem SD, przetwornikami analogowymi i złączami rozszerzeń.
| Wersja | A – płytka PCB |
| Typ projektu | zestaw uruchomieniowy dla układów FPGA |
| Układ FPGA | Xilinx Spartan 3AN50 / XC3S50AN |
| Obudowa FPGA | VQFP144 / TQFP144, raster 0,5 mm |
| Zasoby układu | około 50 tys. bramek przeliczeniowych, wbudowana pamięć konfiguracji |
| Programowanie | interfejs JTAG, złącze IDC 1×6 |
| Współpraca z programatorami | Digilent JTAG-USB, Digilent JTAG-LPT lub zgodny programator z poprawnym przyporządkowaniem sygnałów |
| Sygnalizacja konfiguracji | dioda DONE / LD po prawidłowym zaprogramowaniu układu |
| Wymuszenie konfiguracji | przycisk S0 |
| Zasilanie wejściowe | port MiniUSB, gniazdo PWR1 |
| Wyłącznik zasilania | SW1 z sygnalizacją obecności zasilania |
| Zasilanie rdzenia FPGA | 1,2 V, stabilizator MCP1700-1.2MB |
| Zasilanie I/O i peryferiów | 3,3 V, stabilizator LM1117-3.3 |
| Dopuszczalne poziomy I/O FPGA | 3,3 V; wejścia Spartan 3AN50 nie są zgodne z 5 V |
| Limit prądu z linii 3,3 V dla peryferiów | zalecane do około 100 mA ze względu na straty stabilizatora UP2 |
| Wyświetlacz LCD | 2×16 znaków, zgodny z HD44780, wymagane zasilanie/poziomy 3,3 V |
| Regulacja kontrastu LCD | potencjometr RLV1 |
| Wyjście VGA | złącze DB15, przetwornik 2+2+2 bity na drabince rezystorowej |
| Diody LED użytkownika | 4 diody LED podłączone do wyprowadzeń FPGA |
| Enkodery | 2 enkodery EC-11 z przyciskiem i filtracją sygnałów |
| Nastawniki wejściowe | 2 nastawniki binarne HEX 0h…Fh |
| Odbiornik podczerwieni | TSOP31238, odbiór sygnałów RC5 / 38 kHz |
| Przetwornik A/C | MCP3221, 12-bitowy, interfejs I²C |
| Przetwornik C/A | MCP4725, 12-bitowy, interfejs I²C |
| Napięcie odniesienia ADC/DAC | MCP1541, 4,096 V |
| Złącze analogowe | JAD, sygnał analogowy wejściowy i wyjściowy |
| Pamięć EEPROM | 24LC64, interfejs I²C |
| Gniazdo pamięci | karta SD, możliwość użycia microSD przez adapter |
| Interfejs USB/RS232 | FT232RL, pełny port szeregowy przez USB |
| Konwerter poziomów | ST2378E, 8 dwukierunkowych linii 3,3 V / 5 V dla wybranych sygnałów |
| Oscylator kwarcowy | OSC1 w podstawce DIP8, wejście GCLK0 FPGA |
| Generator przestrajany | LTC1799, około 1 kHz…20 MHz, wejście GCLK1 FPGA |
| Wybór dzielnika LTC1799 | zworka J0: podział przez 1, 10 lub 100 |
| Złącza rozszerzeń | B30, B31, B32H oraz JPM dla modułów Digilent 6/12 pinów |
| Montaż | dwustronna płytka PCB z metalizacją, elementy SMD i THT, układ FPGA w rastrze 0,5 mm |
| Uruchomienie | kontrola napięć 1,2 V i 3,3 V, sprawdzenie łańcucha JTAG w iMPACT |
| Wymiary płytki PCB | 129×80 mm |
Wersja A – płytka PCB
AVT5288 A zawiera płytkę PCB do projektu zestawu uruchomieniowego FPGA Spartan 3AN50. Elementy elektroniczne z poniższego wykazu trzeba skompletować osobno.
Wykaz elementów
- R1, RD1-RD4, RP: 1 kΩ, SMD 0805
- R2: 390 Ω, SMD 0805
- RC1, RC2: 22 kΩ, SMD 0805
- RE1-RE4: 47 kΩ, SMD 0805
- RLV1: 10 kΩ, potencjometr TS35
- RS1-RS8: 10 kΩ, SMD 0805
- RV1-RV9: 390 Ω, SMD 0805
- RV10, RV11: 75 Ω, SMD 0805
- RV0: 100 kΩ, potencjometr TS35
- CC1, CC3, CI, CL, CO1, CP1-CP8, CPM, CS1-CS3, CSD, CV1, CV2, CO2: 100 nF, SMD 0805
- CC2, CP9, CP10: 1 µF, SMD 0805
- CEI, CEO: 10 µF / 6,3 V, elektrolityczne
- CEL, CEP1, CEP2: 10 µF / 6,3 V, tantalowe
- IR1: TSOP31238
- LD: dioda LED zielona, SMD 0805
- LD1, LD2, LD3, LD4, LDP: diody LED czerwone, SMD 0805
- U1: XC3S50AN, VQFP144
- UAD: MCP3221, SOT-23/5
- UCV: ST2378E, SSOP-20
- UDA: MCP4725, SOT-23/6
- UE: 24LC64, SOT-23/5
- UOSC: LTC1799, SOT-23/5
- UP1: MCP1700-1.2MB, SOT-89
- UP2: LM1117-3.3, SOT-223
- UREF: MCP1541, SOT-23
- US1: FT232RL, SSOP-28
- B30, B31, B32H: wtyki IDC10
- ENC1, ENC2: enkodery EC-11 z przyciskiem
- J0, JAD: złącza szpilkowe IDC 1×3, raster 2,54 mm
- JTAG: złącze szpilkowe IDC 1×6, raster 2,54 mm
- JVGA: DB15RAHD/F, złącze VGA
- LCD: moduł LCD 2×16, zgodny z HD44780, zasilanie 3,3 V
- OSC1: generator kwarcowy DIP
- PWR1: złącze MiniUSB do druku
- S0: wyłącznik dwupozycyjny do druku
- SD: złącze karty SD SMD ze stykami pomocniczymi
- SW1: mikroprzełącznik
- SWHEX1, SWHEX2: kodery binarne / nastawniki HEX
Notes
Przed pierwszym podłączeniem układu FPGA warto uruchomić sekcję zasilania i sprawdzić obecność napięć 1,2 V oraz 3,3 V. Dopiero po kontroli zasilania można przejść do sprawdzenia łańcucha JTAG.
Wyświetlacz LCD musi być zgodny z pracą przy 3,3 V. Standardowe moduły 5 V nie powinny być podłączane bezpośrednio do linii Spartan 3AN50.
Układ U1 w obudowie VQFP144 ma wyprowadzenia w rastrze 0,5 mm, dlatego montaż wymaga precyzyjnej lutownicy, dobrego topnika i dokładnej kontroli zwarć między wyprowadzeniami.
Uwaga: Linie I/O układu Spartan 3AN50 pracują w standardzie 3,3 V i nie są odporne na bezpośrednie podanie 5 V. Sygnały 5 V można doprowadzać wyłącznie przez przewidziany konwerter poziomów albo dodatkowy układ dopasowujący.
Najczęściej zadawane pytania
Wersja A zawiera płytkę PCB. Wszystkie elementy elektroniczne trzeba skompletować osobno.
To zestaw uruchomieniowy do nauki i testowania projektów FPGA na układzie Xilinx Spartan 3AN50.
Płytka jest przygotowana dla układu XC3S50AN z rodziny Spartan 3AN, w obudowie VQFP144.
Do programowania służy interfejs JTAG. Programator podłącza się do złącza JTAG, a poprawność połączenia można sprawdzić przez odczyt łańcucha JTAG.
Płytka przewiduje LCD 2×16, VGA, FT232RL USB/RS232, gniazdo SD, EEPROM I²C, ADC, DAC, enkodery, nastawniki HEX, diody LED i odbiornik podczerwieni.
Nie bezpośrednio. Spartan 3AN50 pracuje z poziomami 3,3 V i podanie napięcia wyższego niż 3,3 V na linie I/O może uszkodzić układ.
Płytka jest zasilana z portu MiniUSB. Stabilizatory na płytce wytwarzają napięcia 1,2 V dla rdzenia FPGA i 3,3 V dla I/O oraz peryferiów.
Tak, montaż wymaga doświadczenia w lutowaniu SMD. Szczególnie wymagający jest układ FPGA w obudowie VQFP144 z rastrami 0,5 mm.
Nie. To wersja A, czyli sama płytka PCB. Układ FPGA, stabilizatory, FT232RL, ADC, DAC, LCD, złącza, gniazdo SD, elementy SMD i pozostałe podzespoły trzeba dobrać osobno według wykazu.
