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注册日期: ‎02-01-2013

自制Xilinx Spartan-3开发板取得成功

 

lxAPP 发表于 2012-10-11 22:17:16
 
为了更好地学习Xilinx FPGA的开发与应用,并提高动手能力,花了一个多月做了一块Spartan3的FPGA开发板,并最终调试成功。欣喜之余把自己的一些经验拿出来分享。
首先是选择合适的FPGA芯片,这里选择了Spartan3系列中的XC3S400-TQC144G封装的FPGA。之所以选择这款FPGA,是因为它的规模、性价比都比较高,足以满足日常的普通的开发应用,并且QFP144的封装可以手工焊接,而再大规模的FPGA都没法手工焊接了。
其次是阅读该芯片的器件手册,详细了解了其管脚分布、电平、典型的配置电路等,这里主要参考了Spartan-3 FPGA Family的datasheet,即赛灵思网站上的ds099.pdf。
在详细了解芯片特性之后,接下来主要进行外围电路的选型、设计,包括电平转换电路、FPGA配置电路等等,并配置了外围的接插件。这里我所选择的芯片主要有以下几种:
        FPGA选择Xilinx公司的XC3S400-TQC144G;
        PROM 选择Xilinx公司的XCF02SV0G20C;
        5V转3.3V选择NS公司的LM1086CS-3.3;
        5V转2.5V选择ST公司的LF25CDT;
        5V转1.2V选择Fairchild公司的FAN1112;
        RS232芯片选择Maxim公司的MAX3232ECAE;(因为EDK需要用到)
        晶振选择50MHz、3.3V、5*7的有源晶振;
同时还配有外部的钽电容、0805的贴片电容、0805的贴片电阻、接插件、按键、发光二极管、RS232接口、电源插孔、LCD接口、拨码开关等等,未用的管脚引到插针上以方便将来的扩展使用。
然后是原理图设计,主要参考了Xilinx的Spartan3 starter kit的原理图,并根据自己的需要进行了相应的增减。使用Protel DXP 2004软件完成了原理图的绘制。
 
 
 

 

   
 
2#
 
lxAPP 发表于 2012-10-11 22:17:33 |只看该作者 |返回版面
接下来是PCB的设计,使用Protel DXP 2004软件完成了印刷电路板的设计与布线。为了提高抗干扰性能,方便布线,使用了4层布线,即加入了内置的电源层与地层。
PCB完成之后,检查、确认、发给厂家制作,大概12天之后PCB回来了,然后是焊接。因为贴片焊接不够熟练,多次出现虚焊的问题,以至于不能正常连接FPGA并下载程序;先后发现晶振、LM1086CS-3.3都给虚焊了;LM1086CS-3.3的问题主要在于,一上电输出就变成0.8V了,晶振则表现为示波器探测不到时钟信号的输出。经过反复修改、检查,终于消除了这些问题。最后终于在Xilinx iMPACT 11通过了初始化,那个激动啊!
最后是下载程序、烧写PROM,并跑了几个测试程序,都没有问题。
附上Protel生产的PCB3D视图如下:

刚刚拍了照片,把照片附上如下(因为不能超过1M附件,所以使用画图截屏减小了尺寸)
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Newbie freefei
Newbie
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注册日期: ‎02-19-2013

回复: 自制Xilinx Spartan-3开发板取得成功

楼主用心了,学习一下

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Newbie lanbohesky
Newbie
570 次查看
注册日期: ‎12-19-2017

回复: 自制Xilinx Spartan-3开发板取得成功

楼主,你好

    我现在也在使用XC3S400-TQC144G,这款芯片,但是不知道为何内部信号就是保持不住呢?容易出现信号翻转的现象。例如,控制信号变1,则将一个信号赋给另外一个信号,控制信号等于0则,信号保持。现在发现,信号不受控制信号的控制乱动呢?很奇怪!

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