Xilinx FPGA 开发板

[FPGA博客大赛]我的第一块Xilinx FPGA 开发板　 2010-03-09 11:45

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        工作了两年后，想买个FPGA开发板，可是经过一番考察比较，发现市面上所出售的开发板很贵，而且没有专门针对数字IC 设计的，因此想做自己做一个开发板，我们公司用的是Xilinx 的virtex 4 系列的FPGA， 所以我选择Xilinx 低端的spartan 3 系列的XC3S400 作为开发板的FPGA ，本来开始选择的是XC3S500E ，但是后仔细阅读文档后发现XC3S500E 有25 个引脚只能做为输入，这是一个很大的缺陷，最终选择了XC3S400。
        我仔细阅读了spartan 3 系列FPGA的文档，发现spartan 3 系列FPGA 设计的难点在于电源部分和配置电路， 由于现在主流的数字芯片电压都是3.3v ，所以FPGA 的I/O 电压要设置为3.3v ，这给配置芯片带来了不少麻烦，因为FPGA的配置引脚是由辅助电压供电的，是2.5v 的，还有一些其他引脚是I/O 电压，即3.3v 的，这些引脚要连接到配置芯片上，配置芯片若由2.5v 供电，那么这些引脚的电压会不符合，若由3.3v供电，配置引脚的电压会不符合，因此这里就需要注意一下。关于FPGA 3.3v 的配置Xilinx 有专门文档讲解，请到Xilinx 官方网站下载， 也有中文的。
         另外就是电源的设计了，TI出了一款专门的针对Xilinx Spartan3 系列的电源芯片，TPS75003 ，如果用这个芯片的话，供电顺序已经做了处理，基本没什么问题。如果用单独的LDO等 给FPGA 供电的话，由于有上电顺序的原因可能会产生过剩电流，这里需要注意的是上电顺序。可以在各电源上加电容来调整上电顺序。具体的上电顺序请仔细研读Xilinx文档。根据Xilinx文档上讲的，早期的FPGA对VCCO的上升斜率也有要求，如果FPGA 的掩膜版本号是E 及以后的对VCCO的上升斜率没有要求，这里也需要注意一下。
         以上是设计Xilinx Spartan3 FPGA 最小系统时需要注意的几点，其他的外围的设计就要看个人的应用了，我的开发板上主要有高速的USB PHY CY7C68000, 全速的USB PHY PDIUSBP11A, 以及I2C 接口的eeprom ，串口，等等的一些外围，我的开发板主要是用来验证和测试ASIC。有关此开发板详细内容请加QQ群69952830 讨论。群空间里面有图片。
        2月3号终于把PCB画好，发出去做板了，本想在2月10号拿到板子后，去找个专门焊芯片的把几个比较难焊接的芯片先焊上去，结果2月11号才拿到板子，焊芯片的都放假了，没办法只能自己硬着头皮焊了，FPGA是pq208 封装的，第一次焊这种封装的芯片，结果最后焊的是引脚也歪了，焊盘和铜线也翘起来了，我以为这片80元的FPGA就报废了，结果经过我的一番修理，歪了的引脚肉眼看起来是连到一起的，可是用万用表测试，是分开的，最终测试都没有误连接后，把电源配置芯片焊上去，上点，联机，结果电脑出现unknown device，进过一番测试，发现了一些小问题，还是有关配置的问题（配置这块需要特别注意），电脑识别设备了。我的第一块FPGA 开发板基本完成（主要就是FPGA主芯片和配置电路这块，其他模块比较简单，应该没什么问题）。
        这个开发板叫做MaLogic ASIC 开发板，MaLogic读做My Logic ,可以解释为魔法逻辑，Magic Logic 的缩写，也可理解为我的逻辑 My Logic。