DIY的精简开发板

cruelfox

DIY的精简开发板 [复制链接]

 

我是搞DIY玩的，会用到FPGA做PC和器件的数据接口。很久以前就想做这么个小开发板，带有USB高速传输，以及尽可能放个外置RAM做FIFO，FPGA留出来的I/O不需要很多。手头还有Cyclone II的存货，就继续使用EP2C5/EP2C8做设计了，144脚QFP封装的FPGA。USB接口器件选FT232H，他家的FT232R, FT245R我都用过，这回第一次用USB 2.0高速的。两层PCB设计，不到万不得以不上四层(省开销，我还没有DIY画过四层的)。布线允许就放块IS61LV25616 SRAM. 电源可以从USB 5V取或者5mm DC插座输入，用一个跳线选择。为了节省USB电源开销，没有使用AMS1117的简单稳压，而安排了两组DC-DC来提供5V到3.3V，迎接3.3V到1.2V的降压。

画板子用掉了一个整周末加几个晚上的业余时间，软件还是用老土的我惯用的Eagle 4.16. 再加上一个周末的焊接调试搞定。下面是PCB布局图：



FT232H和SRAM占掉了绝大部分的I/O，剩下来引出到插针的就十几个了。我在FPGA VCCINT旁边仅挨着引脚放置了0402的贴片电容，没有放到PCB背面。这么做是一个尝试，坏处就是临近的两个I/O无法引出走线而浪费掉了，是否值得这么安排退耦有待研究。因此I/O口更加吃紧，不得已把SRAM的#CE, #UB, #LB三个引脚都接地了，都成默认选通，不能8-bit写入。

比较费心思的还是VCCIO, VCCINT的退耦和走线，以及尽量GND不要太破碎。下面两个图把GND、VCCINT (1.2V)、VCCIO (3.3V)特意用颜色区别：



单独看GND，叠在一起看是这个样子的，基本上都覆盖了，用了很多过孔来连接两层中的GND


第一次做高速USB传输，我没有经验。PCB发出去之后才在网上搜了搜，有说至少要4层PCB的，有说差分线不能走过孔的。看来我的走线布得不考究，有些忐忑。不过PCB做回来还是调通了，传输没有出现什么问题。


实际际效果图






至于USB接口的速度，我用同步FIFO模式，从PC到板子可以达到19MBytes/s以上的传输速率，从板子到PC可以达到34MBytes/s以上的传输速率。这个跟CPU负载也有关系。

吴下阿蒙

酒精洗完在焊点边上似乎有白色的粉未，用天拿水就不会

5之蒲公英

好高大上

绿茶

依需求而产生的板子，赞一个

小梅哥

什么时代了，还在用Cyclone II，上Cyclone IV多爽啊

小梅哥

ft232数据传输速率有限，貌似不超过2M字节，楼主可以考虑Cy7C68013.

lb1229305710

多谢楼主分享~~

lb1229305710

非常感谢楼主的分享，虽然没有学过FPGA，但是学过单片机，嵌入式的芯片，原理大概都还是相通的，所以学习学习FPGA，楼主的帖子写的很详细，说明的也很到位，所以支持一个~~希望楼主出更多更好的DIY的教程帖子，谢谢~~~

chenzhufly

感觉不错的样子  焊接手艺不错
就是板子好脏啊  

574433742

哇好厉害的样子。。。。

574433742

感谢分享。。。。。

cruelfox

chenzhufly 发表于 2015-8-11 15:46
感觉不错的样子  焊接手艺不错
就是板子好脏啊

我一向用松香助焊的，用脱脂棉沾无水酒精擦了几遍在密集引脚周围还是有白色的痕迹。

吴下阿蒙

清洗板子用酒精洗不干净，用天拿水更好。

eric_wang

eric_wang

吴下阿蒙 发表于 2015-8-12 08:51
清洗板子用酒精洗不干净，用天拿水更好。

还能用那个，长见识了

通宵敲代码

吴下阿蒙 发表于 2015-8-12 12:12
酒精洗完在焊点边上似乎有白色的粉未，用天拿水就不会

恩，酒精溶解了松香，然后又挥发掉了！
就剩下残旧的松香了！

通宵敲代码

楼主能把设计资料发我一份吗？？

5525

小梅哥 发表于 2015-8-11 09:52
ft232数据传输速率有限，貌似不超过2M字节，楼主可以考虑Cy7C68013.

FT245 FIFO模式速度可以的，不比 cypress差.
上位接口 最好40MB/s（PC内部也得好）
下位接口 8bit, 60MHz

5525

楼主我记得FT245这片子带 JTAG脚的，而且和 FIFO 脚独立的，
为啥不用usb-jtag这个config FPGA啊

cruelfox

5525 发表于 2016-6-18 22:05
楼主我记得FT245这片子带 JTAG脚的，而且和 FIFO 脚独立的，
为啥不用usb-jtag这个config FPGA啊

你记错了吧。FT2232H才有两个口，我用的FT232H只有一路。
而FT245仅仅是全速的片子。