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最近忙活了一块Xilinx开发板,把遇到的问题在这整理一下吧

工程师
2013-03-01 17:59:23    评分

折腾了一个月,做了一块xilinx V4系列的开发板,最近设计焊接调试,终于弄的差不多了。有时间把遇到的问题整理在这里,方便以后回顾。

 

4楼:器件选型

5楼:原理图设计

 7楼:封装设计

11楼:IIC接口

12楼:把FPGA当空气

18楼:单片机

19楼:上位机




关键词: 最近     活了     一块     Xilinx     开发     遇到     问题         

高工
2013-03-01 23:58:18    评分
2楼
期待LZ的精彩分享

助工
2013-03-04 19:25:35    评分
3楼
楼主没更新啊 

工程师
2013-03-05 10:09:16    评分
4楼

呵呵,事情比较多,慢慢更新。

先说说器件选型吧。这次项目是要做一块视频处理验证平台,要求带有VGA,HDMI,DVI常用的视频接口,LVDS信号输入输出,MCU与PC通信,并且可以通过MCU进行寄存器读写操作,预留必要的调试接口。逻辑资源的要求不高,满足应用即可。

首先进行的是外围接口芯片选型,确定接口芯片功能型号以后就可以确定需要使用的IO数量。经过统计,外围接口芯片需要的IO有三百多根,加上测试预留的几十根IO,一共需要FPGA最少有400根左右的GPIO。再加上逻辑资源的要求,最终确定选择Xilinx公司的V4系列,XC4VLX60FF668。逻辑资源满足要求,IO数量448正好能满足要求,FPGA的IO基本都用上了,物尽其用。

就FPGA板的设计,最初的器件选型很关键,关系到设计难易,项目成本等很多因素。最需要注意的就是逻辑资源和IO数量。除此以外,PLL,DLL,全局时钟,RAM,等等资源就根据项目要求具体选择了。芯片选好了就开始原理图的设计工作


工程师
2013-03-05 10:34:01    评分
5楼

原理图设计

 

FPGA原理图设计是个很幸福的事情。由于FPGA的芯片特性,给设计人员提供了最大的自由度,你可以完全的按照自己的设计意图进行设计,受到的器件方面的限制不大,当然也有些需要注意的地方。

1、JTAG电路。说JTAG是FPGA设计最重要的部分一点都不过分。只要最终设计的JTAG接口能够正常工作,芯片可以正常下载调试,其他外设的小设计失误,经常能够通过其他方式解决。但是JTAG接口电路一旦设计错误,一块板子设计的再好也是废品了。不过这部分电路难度并不大,网上的资料很多,Xilinx官方也提供很完善的设计指南,一般不会有问题。需要注意的一点就是JTAG电压问题。支持2.5V和3.3V,两种设计略有区别。

2、差分信号。查分信号是FPGA常用的输入输出信号。FPGA的IO管脚定义也都是N/P成对的。需要注意的是有些管脚不支持差分信号输出,在设计的时候需要特别注意。

3、时钟管脚。时钟是FPGA设计另一个很重要的方面。每个项目对时钟的要求不尽相同,要根据项目要求设计系统时钟结构。需要注意的是FPGA有专用的时钟管脚,单端时钟输入要用到时钟管脚的P端。

4、存储芯片。一般的项目都会带有RAM芯片。SDRAM,DDR,DDR2,或者DDR3。RAM芯片在布线的时候有等长要求,FPGA芯片对RAM芯片的支持也有需要注意的地方,比如要求使用一个BANK,有专用的数据管脚等等。因为要用到DLLPLL,需要注意使用的BANK位置。

5、电源。FPGA对电源的要求较高,FPGA的内核电流一般都很大,不过针对不同的FPGA系列有各种电源解决方案可供选择。参考各公司的参考设计一般都不会有太大问题。TI也有电源模块供选择,简化了设计难度。对自己的设计能力有信心也可以自己设计,难度并不大。

 


高工
2013-03-05 11:06:15    评分
6楼
不错,期待继续更新!

工程师
2013-03-05 12:08:38    评分
7楼

封装设计


原理图设计前期最重要的事情可能就是做FPGA的封装了。每颗FPGA芯片少则几百根多则上千根管脚,做封装的时候如果不小心做错了,后面检查和改起来就很麻烦,不过也有些简单的方法可以解决这个问题。


Altium Designer比较简单,自带了现有FPGA的封装,用户直接调用就可以使用。

Cadence Allegro的封装设计支持Excel输入,从官网上下载pinmapping文档就可以。也可以用ISE的partgen命令生成pinmapping文档,也比较方便。

PCB封装的话推荐LP Wizard,经济实惠量又足,简单设置以后就能自动生成PCB封装,支持多种设计工具,非常方便。


高工
2013-03-07 16:29:19    评分
8楼
LP Wizard确实非常强大~!

菜鸟
2013-03-08 15:11:35    评分
9楼
顶起

专家
2013-03-19 16:01:29    评分
10楼
很有实践经验    

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