Laboratorij za načrtovanje integriranih vezij - Fakulteta za elektrotehniko, Ljubljana

Razvojni modul Spartan-3

1. Navodila za uporabo | 2. Izdelava razvojnega modula

Izdelava razvojnega modula Spartan-3

Spajkanje tiskanega vezja modula Spartan-3

Shema vezja je v pdf dokumentu: Spartan3ModulV20.pdf (starejša verzija: Spartan3ModulV11.pdf) Najprej spajkamo glavna integrirana vezja: FPGA (IC1), Flash PROM (IC2) in USB vmesnik (IC6), nato pa pasivne komponente na spodnji strani tiskanega vezja. Sledi spajkanje preostalih komponent na vrhu tiskanega vezja. Diode imajo z vrhom trikotnika oz. tremi pikicami označen položaj katode. Vse komponente so označene s tiskom, tako da jih enostavno najdemo iz seznama. Komponente, ki so v starejši verziji V1.1 drugačne, so označene s sivo. Vseh konektorjev in dodatnih komponent verzije V2.0 ni potrebno nameščati za osnovno testiranje in uporabo modula.


Part Value         Device           Package      Description                                                              
C1   100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C2   100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C3   100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C4   100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C5   100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C6   100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C7   100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C8   100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C9   100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C10  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C11  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C12  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C13  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C14  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C15  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C16  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C17  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C18  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C19  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C20  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C21  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C22  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C23  33n           C-EUC0805        C0805        CAPACITOR
C24  10u           C-EUC1210        C1210        CAPACITOR
C25  10u           C-EUC1210        C1210        CAPACITOR
C26  10u           C-EUC1210        C1210        CAPACITOR
C27  10u           C-EUC1210        C1210        CAPACITOR
C28  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C29  100uF/16V     CPOL-EUE2.5-5    E2,5-5       POLARIZED CAPACITOR
C30  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C31  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR
C32  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR

D1   SM4001        DIODE-MELF-MLL41 MELF-MLL41   DIODE
2.5V red           LEDCHIP-LED0805  0805         LED
DONE green         LEDCHIP-LED0805  0805         LED
L1   yellow        LEDCHIP-LED0805  0805         LED
L2   yellow        LEDCHIP-LED0805  0805         LED

IC1  XC3S200-TQ144 XC3S200-TQ144    TQFP144      FPGA
IC2  XCF02S        XCF02S           TSSOP20      FLASH PROM
IC3  LT1764        LT1764A          Q5-DD        VOLTAGE REG. ADJ (2.5V)
IC3  LD117AS25TR   LD117AS25TR      SOT223       VOLTAGE REG. FIXED 2.5V
IC4  LM1086SMD     LM1086CS-ADJ     TO263        VOLTAGE REG. ADJ (1.25V)
IC5  SI2333DS      SI2333DS         SOT23        TRANSISTOR
IC6  FT232RL       FT232RL          SSOP28       USB SERIAL CONVERTER
IC7  LM1086        LM1086CT-3.3     317TS        VOLTAGE REG. FIXED 3.3V

IC7  LD117AS33TR   LD117AS33TR      SOT223       VOLTAGE REG. FIXED 3.3V
Q1                 QG5460           DIL08S       CRYSTAL RESONATOR 3.3V

J1   DCJ0202       DCJ0202          DCJ0202      DC POWER JACK
JP1  jtag/prom     JP1E             3 pin        JUMPER
JP2                JP2E             3 pin        JUMPER
JP3                JP3QE            2x3 pin      JUMPER
JP4                JP2E             JP2          JUMPER
J3                 J2X2MM           prevezava 1-2
JP4                JP1E             prevezava 
JP5                JP1E             prevezava 
K1                 ML64             2x32 pin     HARTING
K2                 MA06-2           2x6 pin      PIN HEADER
K2                 MA12-1           12 pin       PIN HEADER 
K3                 ML40             2x20 pin     HARTING 
K4                 PN61729          PN61729      BERG USB connector

R1   3K3           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R2   100           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R3   4k7           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R4   270           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R5   100           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R6   4k7           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R7   47            R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R8   220k          R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R9   100           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R10  270           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R11  2k2           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R11P 2k2           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R12  1k            R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R12  4k7           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R13  100           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R14  390           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R15  390           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R16  4k7           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R17  4k7           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R18  10k           R-EU_M0805       M0805        RESISTOR
R19  47            R-EU_M0805       M0805        RESISTOR 

PROG               10-XX            B3F-10XX     OMRON SWITCH
S1                 10-XX            B3F-10XX     OMRON SWITCH
S2                 10-XX            B3F-10XX     OMRON SWITCH

Dodatni elementi (opcija V2.0):
C33  10u           C-EUC0805        C0805        CAPACITOR, European symbol 
C34  10u           C-EUC0805        C0805        CAPACITOR, European symbol 
C35  47p           C-EUC0603        C0603        CAPACITOR, European symbol 
C36  100n          C-EUC0603        C0603        CAPACITOR, European symbol 
IC7A LM317TS       LM317TS          317TS        VOLTAGE REGULATOR 
IC8  LTC2355       LTC2355          MSOP10  
IC9  NL27WZ04      NL27WZ04         TSOP-6 
RJ1  FH21-6S-1DS   FH21-6S-1DS      RJ6-6        FPC CONNECTOR
SV1  FE06W         FE06W            6 pin        FEMALE HEADER 
SV2  MA06-1        MA06-1           6 pin        PIN HEADER 
   

Priključitev napajanja

Vezje se napaja preko adapterja z enosmerno napetostjo 6V-9V (min 5.6V zaradi diode, ki preprečuje poškodbe ob napačni polariteti). Pozitivni pol napajanja je na sredinskem priključku konektorja J1. Če odstranimo regulator IC7 se vezje lahko napaja tudi s 3.3V preko konektorjev K1 in K3, sicer pa je na teh konektorjih 3.3V napajanje za periferne enote.

Pred prvo priključitvijo napajanja preverimo z ohmmetrom ali smo pri spajkanju morebiti naredili kratek stik med napajalnimi priključki in maso, nato preverimo izhode regulatorjev na odprtih sponkah in šele na koncu namestimo prevezave (V2.0 J3, JP4 in JP5 pri V1.1 kratkospojnike na JP5). Napajalne napetosti na odprtih sponkah so 2.5V, 3.3V, namesto 1.25V pa je lahko višja napetost (okoli 2.4V), ker regulator IC4 ni obremenjen. Poraba vezja mora biti okoli 40mA in nobeno integrirano vezje se ne sme greti, sveti pa dioda z oznako 2.5V.

Namestitev USB vmesnika

Na računalnik prenesemo gonilnike iz spletne strani proizvajalca ftdi. Potrebujemo D2XX/CDM gonilnike, ki jih prekopiramo v začasen imenik. Vezje priključimo preko USB kabla na računalnik, ki bi moral zaznati novo strojno opremo in začeti postopek namestitve. Programu ne dovolimo avtomatsko namestitev, ampak se odločimo za ročno namestitev in pokažemo na imenik, kamor smo shranili gonilnike. Po uspešni namestitvi se v upravitelju naprav pod USB pojavi USB Serial Converter. Sedaj namestimo še program MProg s katerim bomo nastavili USB vmesnik. Ko program poženemo, izberemo File->New, nastavimo Device Type: FT232R in spremenimo Product Description: FT232R USB UART in obkljukamo High Current I/O's. Shranimo nastavitve in poženemo programiranje EEPROMa v USB vmesniku. V verziji V1.1 je potrebno namestiti še kratkospojnik JP4 na položaj 1-2.

(c) Andrej Trost, LNIV 2009