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ひでよりしのしま
5 years ago
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1 MS950BD FPGA ボード取扱説明書 LP8K Ver.0 06/07/06 平成 8 年 07 月 06 日作成 : Megasys i

2 - 改定履歴 - Revision Date Author Comments megasys LP8K バージョン Initial Release megasys 記述誤り訂正 ii

3 - 目次 - はじめに...4. 概要... 4 基板構成...5. ボード概略図ボード仕様ボード説明部品配置電源発信器コンフィグレーションモード切り替え用ジャンパ SW コンフィグレーション用コネクタ FPGA コンフィグレーション FPGA 内部 CRAM コンフィグレーションモード SPI フラッシュ書込みモード FPGA 内部 NVCM 書込みモード SPI フラッシュからのコンフィグレーションモード FPGA 内部 NVCM からのコンフィグレーションモード付属資料基板外形図基板回路図使用部品... 6 補足... iii

4 はじめに本書は MS950BD FPGA ボード (LP8K バージョン ) の取扱説明書です. 概要本ボードは Lattice Semiconductor 社製 ice40 シリーズ LP8K FPGA を使用した FPGA 開発ボードです ice40 LP8K は Logic Cell 数 7,680 個 RAM bit 数 8Kbits PLL 個最大 I/O 数 78 のデバイスです本基板に搭載されているデバイスは LP8K-CM8 でこのデバイスの最大 I/O 数は 63 ですが本基板から外部接続可能な最大 I/O 数は 5 となっております本ボードには電源回路クロック用発信器コンフィグレーションスイッチ汎用スイッチ ( リセットスイッチ ) コンフィグレーション用回路コンフィグレーション用 ROM が装備され Lattice Semiconductor 社が提供するフリーの FPGA 開発ソフト icecube を使用してすぐに開発が始められるボードとなっていますまた本ボードは ice40 シリーズに特有の 3 種のコンフィグレーション動作モードがサポートされていますすなわちコンフィグレーションデータを FPGA へ直接書き込むコンフィグレーション動作モード基板上のシリアルフラッシュ ROM にコンフィグレーションデータを書込みこの SPI フラッシュから FPGA のコンフィグレーションデータを書き込むコンフィグレーション動作モード FPGA 内部の不揮発性メモリ (NVCM) にコンフィグレーションデータを書込みこの FPGA 内部 NVCM からコンフィグレーションを行うコンフィグレーション動作モードの 3 種のコンフィグレーション動作モードをサポートしますこれらのコンフィグレーションには Lattice Semiconductor 社が提供する USB Cable ispdownload cable(hw-usbn-a) を使用します 4

5 基板構成. ボード概略図本ボードの外形と部品配置の概略図を図.- ボード概略図に示す 40mm CN CN U U5 SW U6 U3 MS950BDA FPGA U0 SW J P J P U4 U C N 4 C N 3 60mm 図.- ボード概略図 5

6 . ボード仕様本ボードの仕様一覧を下記の表.- ボード仕様一覧に示す表.- ボード仕様一覧項目内容補足搭載 FPGA ice40lp8kcm8 ユーザー IO 56 本 (CN:8,CN:8) コンフィグレーション用 ROM M5P0(Micron serial ROM) 又は同等品電源入力 DC,DC.5V(.5VI/O が必要な時 ) その他の FPGA 用内部電源はボード内で生成クロック用発信器 5MHz クロック用発信器 3.768kHz ステータス LED 電源 ON 時点灯 LED ステータス LED コンフィグレーション完了時消灯 (NG で点灯 ) LED スイッチコンフィグレーション開始 SW スイッチ汎用スイッチ ( リセットスイッチ ) SW コンフィグレーション TPS3808G0DBV 電源電圧検出リセット回路起動用リセット回路 I/O コネクタ.54mm ピッチ 40PIN 個 CN,CN コンフィグレーション.54mmピッチ 6PIN CN3 用コネクタコンフィグレーション.54mm ピッチ PIN CN4 用コネクタコンフィグレーション.54mm ピッチ 3PIN JP モード切り替え用ジャンパ SW コンフィグレーション.54mm ピッチ PIN JP モード切り替え用ジャンパ SW プリント基板ガラスエポキシ 6 層基板.0t 基板寸法 40 60mm 質量約 9g (CN,CN にピンヘッダを装着しない状態 ) 付属品ジャンパソケット個 ( コンフィグレーションモード設定用 ) 付属品 0PIN ピンヘッダ個付属品 3 0PIN ピンソケット個 *ice40lp8kcm8:logic Cell 数 7,680 個 RAM bit 数 8Kbits PLL 個静止電流 360uA typ. 6

7 3 ボード説明 3. 部品配置本ボードの概略部品配置図を図 3.- 概略部品配置図ボード写真を図 3.- ボード写真に示す汎用 SW FPGA コンフィグレーション SW リセットユーザー IO 予備.V 電源電源 LED ユーザー IO CN CN U5 U LED SW U6 U3 MS950BDA FPGA U0 SW J P J P U4 U LED C N 4 C N 3 コンフィグレーションステータス LED コンフィグレーション用コネクタコンフィグレーション用コネクタ発信器発信器コンフィグレーションモード設定ジャンパ SW コンフィグレーション ROM 図 3.- 概略部品配置図図 3.- ボード写真 7

8 3. 電源本ボードは外部からを供給して使用しますまた.5V の I/O 端子が必要な場合には外部から.5V を追加供給して使用します (.5V の I/O を使用しないときには.5V の供給は不要です ) FPGA 内部で使用する.V は本ボード上のレギュレータで生成され FPGA に供給されます本ボードでは I/O バンク 3 が本ボード上のジャンパー抵抗の接続を切り替えることにより.5V の I/O に切り替え可能な構造になっています R0 と R の 0Ω 抵抗の接続を変更して切り替えますバンク 3 の I/O 電圧 R0 R 実装未実装.5V 未実装実装出荷時はの接続状態になっています 3.3 発信器本ボード上にクロック用に使用する 5MHz と 3.768kHz の種の発信器が搭載されています 3.768kHz はボード上のジャンパ抵抗 R6 を未実装とすることにより FPGA への入力を止めることができます ( 出荷時は R6 は実装状態となっていますすなわち FPGA に 3.768kHz が入力される状態となっています ) また汎用 I/O の一部の端子がクロック入力兼用ピンとしてクロック入力に使用できる構成となっておりますのでボード外部からクロック信号を入力することも可能です 8

9 3.4 コンフィグレーションモード切り替え用ジャンパ SW 本ボードは. 外部から FPGA 内部のコンフィグレーションメモリへ直接コンフィグレーションデータを送りコンフィグレーションを行うコンフィグレーションモード.FPGA 内部の不揮発性メモリ (NVCM) にコンフィグレーションデータを書き込みその不揮発性メモリのデータによりコンフィグレーションを行うモード 3. 本ボード上にある FPGA 外部のコンフィグレーション用 ROM( シリアルフラッシュ ROM) にコンフィグレーションデータを書き込みその ROM データにより FPGA のコンフィグレーションを行うモードの 3 種のコンフィグレーションモードを切り替えることができますコンフィグレーションモードの切り替えはコンフィグレーションモード切り替え用ジャンパ SW(JP) とコンフィグレーションモード切り替え用ジャンパ SW(JP) の切り替えとコンフィグレーションデータダウンロードケーブルとコンフィグレーション用コネクタの間の接続の変更により行います各コンフィグレーションモードの接続の詳細は次項 3.5 コンフィグレーションコネクタの項目で説明します 9

10 3.5 コンフィグレーション用コネクタ本ボード上には FPGA コンフィグレーション用データコネクタ(CN3:6PIN) とコンフィグレーション用データコネクタ(CN4:PIN) の種類のコネクタが用意されています各コネクタの PIN 番号と信号名の対応を下表に示します CN3:6PIN PIN 番号端子名 SCK SI SO SS_B GND VCC CN4:PIN PIN 番号端子名 CRESET_B CDONE この上記種類のコネクタと FPGA コンフィグレーションデータダウンロードケーブルの接続およびコンフィグレーションモード切り替え用ジャンパ SW, を下表表.- ボード仕様一覧コンフィグレーション関係モード一覧の様に切り替えることにより 3.4 項で説明した 3 種のコンフィグレーションモードに対応できる構成になっています表 3.5- 表.- ボード仕様一覧コンフィグレーション関係モード一覧動作モード JP JP CN3 CN4 SCK SI SO SS_B CDONE CRESET_B FPGA 内部 CRAM コンフィグモード SPI フラッシュ書込みモード FPGA 内部 NVCM 書込みモード SPI フラッシュからのコンフィグレーション FPGA 内部 NVCM からのコンフィグレーション GND (,3) OFF TCK TDO TDI ispen INITN TRST open ON TCK TDI TDO ispen INITN TRST (,) GND OFF TCK TDO TDI ispen INITN TRST (,3) open ON (TCK) (TDI) (TDO) (ispen) (INITN) (TRST) (,) VCC OFF (TCK) (TDO) (TDI) (ispen) (INITN) (TRST) (,) *CN3 の GND,VCC はそれぞれダウンロードケーブルの GND,VCC と接続する必要があります (SPI フラッシュからのコンフィグレーションのときと FPGA 内部 NVCM からのコンフィグレーションモードのときを除くこれらのモードのときは VCC,GND ともに OPEN で OK です ) 0

11 **SPI フラッシュからのコンフィグレーションのときと FPGA 内部 NVCM からのコンフィグレーションモードのときの CN3,CN4 端子は OPEN で OK です ( 上表のカッコ付きの信号は OPEN でよい ) *** すでに FPGA 内部の NVCM に書き込みが行われた後は NVCM へ新たなデータの書き込みはできませんので注意してください ( 内部 NVCM はワンタイムメモリとなっています )

12 4 FPGA コンフィグレーション表 3.5- コンフィグレーション関係モード一覧に示した各モードのコンフィグレーショモードの動作について説明します 4. FPGA 内部 CRAM コンフィグレーションモード.Lattice Semiconductor が提供する Diamond Programmer ソフトとコンフィグレーションデータダウンロードケーブル (Lattice Semicondutor ispdownload Cable HW-USBN-A) を使用して書き込みを行います.Diamond Programmer を起動します 3.Create a new blank project をチェックして OK をクリックします

13 4.Device Family をクリックして ice40 を選択 Device をクリックして LP8K を選択します 5.Operation をダブルクリックして CRAM Programing を選択しコンフィグレーション用.bin データを選択し OK をクリックします 3

14 6. この画面で Design タブから Program を選択します FPGA 内部 CRAM へのコンフィグレーションが開始されますこの画面を終了するときに設定を save するかどうか聞いてきますのでファイル名を入力して save を行い終了します ( 他のモードでも同様です ) 回目以降は3. で Open an existing programmer project を選択してプログラミングを行うことができます ( このとき5. の状態が保存されますので 6. 以降を行う形となります ) 4

15 4. SPI フラッシュ書込みモード. から4. までは 4. と同じ操作です 5.Operation をダブルクリックして SPI Flash Programing を選択しコンフィグレーション用.bin データを選択します次に SPI Flash の型番を選択します ( この例では Micron,SPI-M5P0,8-pin SOIC) 次に OK をクリックしてメイン画面に戻ります 5

16 6. この画面で Design タブから Program を選択します基板上の SPI フラッシュへのコンフィグレーションデータの書き込みが行われますまた同時に FPGA もコンフィグレーションされます 6

4.3 FPGA 内部 NVCM 書込みモード. から4. までは 4. 4. と同じ操作です 5.Operation をダブルクリックして NVCM ProgramingMode を選択しコンフィグレーション用.nvcm データを選択します ( このときは.

17 4.3 FPGA 内部 NVCM 書込みモード. から4. まではと同じ操作です 5.Operation をダブルクリックして NVCM ProgramingMode を選択しコンフィグレーション用.nvcm データを選択します ( このときは.bin データではなく.nvcm データを使用します ) 6. この画面で Design タブから Program を選択します FPGA 内部の不揮発性メモリ (NVCM) へのコンフィグレーションデータの書き込みが行われますまた同時に FPGA もコンフィグレーションされます 7

18 4.4 SPI フラッシュからのコンフィグレーションモードジャンパ SW JP と JP を表 3.5- に従って SPI フラッシュからのコンフィグレーションモードに設定します電源投入または基板上の SW の ON/OFF で SPI フラッシュからのコンフィグレーションが行われますすでにコンフィグレーションデータが書き込まれた SPI フラッシュからのコンフィグレーションモードのときは Programmer ソフトを使用する必要はありません 4.5 FPGA 内部 NVCM からのコンフィグレーションモードジャンパ SW JP と JP を表 3.5- に従って FPGA 内部 NVCM からのコンフィグレーションモードに設定します電源投入または基板上の SW の ON/OFF で SPI フラッシュからのコンフィグレーションが行われますすでにコンフィグレーションデータが書き込まれた FPGA 内部 NVCM からのコンフィグレーションモードのときは Programmer ソフトを使用する必要はありません 8

19 5 付属資料 5. 基板外形図 9

20 0 5. 基板回路図 U0 ice40lp8k-cm8 E6/CDONE H6/CRESET_B F7/IOB_08/SS G6/IOB_05/SDO G7/IOB_07/SCK H7/IOB_06/SDI G4/IOB_8/GBIN5 G5/IOB_03/CBSEL0 H/IOB_54 H4/IOB_8/GBIN4 H5/IOB_04/CBSEL J/IOB_55 J/IOB_56 J3/IOB_57 J4/IOB_70 B/IOL_3A B/IOL_B C/IOL_3B C/IOL_A C3/IOL_7B D/IOL_0A D/IOL_7A D3/IOL_3B/GBIN7 E/IOL_0B E/IOL_3A E3/IOL_4A/GBIN6 E4/IOL_4B F/IOL_A F3/IOL_B G/IOL_4B G3/IOL_4A A/IOT_4 A/IOT_ A3/IOT_7 A4/IOT_08 A6/IOT_85 A7/IOT_77 A8/IOT_74 B3/IOT_8 B4/IOT_ B5/IOT_88 B6/IOT_83 B7/IOT_80 B8/IOT_70 C4/IOT_98/GBIN0 C5/IOT_97/GBIN D5/IOT_ E5/IOT_4 A9/IOR_6 B9/IOR_0 C9/IOR_48 D6/IOR_5 D7/IOR_7 D8/IOR_4/GBIN D9/IOR_9 E7/IOR_8 E8/IOR_40/GBIN3 F8/IOR_3 G8/IOR_4 G9/IOR_ H9/IOR_ J8/IOR_09 J9/IOR_0 A5/VCCIO0 C6/VCCIO H3/VCCIO3 J5/VCCIO H8/VCC_SPI G/VCC_PLL/IOL6A H/GND_PLL/IOL6B C7/VPP_FAST C8/VPP_V5 J7/VCC_PLL0/IOB4 J6/GND_PLL0/IOB36_GBIN4 D4/VCC E9/VCC F/VCC F4/GND F5/GND F6/GND F9/GND.V.V open D MBR050L U M5P0-VMN6 SDO SDI SCK WPN CSN HLDN VCC VCC:8 GND:4 GND 4 CRESET_B/TRST CDONE/INITN SPI_VCC() R 0k R 0k SCK/TCK SI /TDI SO/TDO SS_B/PROG GND VCC R8 0k CN PH-X40SG CN PH-X40SG CN3 CN4 A A A3 A4 A6 A7 A8 B3 B4 B5 B6 B7 B8 C4 C5 D5 E5 A9 B9 C9 D6 D7 D8 D9 E7 E8 F8 G8 G9 H9 J8 J9 A5 C6 H3 J5 H8 G H C7 C8 J7 J6 D4 E9 F F4 F5 F6 F9 E6 H6 F7 G6 G7 H7 G4 G5 H H4 H5 J J J3 J4 B B C C C3 D D D3 E E E3 E4 F F3 G G3 LED R0 0k.V C,3,4,5 0.uF C6,7,8,9 0.uF R9 4.7k.V R4 00 C7 0.uF C6 0uF INHN GND VCC OUT U3 KC50M CXE R4 4.7k 4 3.5V R0 0 R 0 未実装.V R5 00 C8 0uF C9 0.uF A3 A4 A6 A7 A8 B4 B5 B6 B7 B8 C5 D5 E5 A9 B9 C9 D6 D7 D8 D9 E7 E8 F8 G8 G9 H9 J8 J9 A A B3 G4 G5 H H4 H5 J J J3 J4 B B C C C3 D D D3 E E E3 E4 F F3 G G3 A A B B B3 C C C3 D D D3 E E E3 E4 F F3 G G3 G4 G5 H H4 H5 J J J3 J4 A3 A4 A6 A7 A8 A9 B4 B5 B6 B7 B8 B9 C5 C9 D5 D6 D7 D8 D9 E5 E7 E8 F8 G8 G9 H9 J8 J9 GND V GND.5V C0 0.uF C 0uF SENSE MR VDD GND RESET CT SW tact.v R7 39k C4 0.00u C3 0.u CRESET_B R8 0k U4 TPS3808G0 DBV R9 5k R3 4.7k SW tact IN GND OUT C uf LED R3 3k 3 C uf U MCP700-0E/TT R 0 未実装 R5 00k R6 00k.V R 0 R3 0 未実装 C5 0.u C0 0.uF R 0 未実装 R6 0 R7 0 名称 MS950BDA 日付 06/06/0 作成 megasys 所属メガシス C 0uF C 0uF IN GND OUT 3 U5 TLV7DCY C3 uf CLK SPI_VCC() SPI_VCC() R4 0k GND JP 3 JP VIO GND VCC OUT U6 SG-3030 CM R R6 0 C4 0.u R7 0 R8 0 CN-CN4 JP, SW, LED, C-C4 R-R8

21 5.3 使用部品 MS950BD 部品表 NO 機能数型番コメント U0 FPGA ice40lp8k-cm8 Lattice Semiconductor U Voltage regulator MCP700T-0E/TT(SOT3) Micro Chip etc. U Serial Flash M5P0-VMN6(SO8) Micron etc. U3 OSC KC50B CXE(or KC50C CXE) Kyocera etc. U4 Reset TPS3808G0DBV(SOT3) Texas Insturuments etc. U5 Voltage regulator Texas Insturuments TLV7DCY(SOT3)( 予備 ) etc. U6 OSC SG-3030CM EPSON etc. SW, Tact Switch B3U-000P Omron etc. D Diode MBR050L(SOD-3) ON Semiconductor etc. LED, LED LHQ974(608size) etc. Chip type LED 赤 JP Jumper SW 3.54mm pitch 3PINx 列 Harwin etc. JP Jumper SW.54mm pitch PINx 列 Harwin etc. CN, Connector x0=40pin.54mm pitch 未実装 CN3 Connector 6.54mm pitch 6PINx 列 Harwin etc. CN4 Connector.54mm pitch PINx 列 Harwin etc. 6 補足弊社では FPGA 開発ツールおよび FPGA デバイスの内容についてのサポートは行っておりませんあらかじめご了承いただけますようお願いいたします

22 . 本書に記載された内容につきましては改善のため予告なしに変更することがあります. 本書に記載された情報や図面等の使用に起因した等三者の所有する工業所有権およびその他の権利侵害に対し当社はその責任を負うものではありません 3. 本書に記載された内容を当社に無断で転載または複製することはご遠慮下さい 4. 本書に記載された製品は外国為替及び外国貿易管理法に基づく戦略物質等に該当します従って本製品を輸出する場合は同法に基づく許可が必要となります 05 Mega-Sys Co., Ltd 山梨県韮崎市富士見メガシス株式会社 TEL: FAX: URL:

KEIm-25ヘッダーボードハードウェアマニュアル

KEIm-25ヘッダーボードハードウェアマニュアル Ver.1.0 はじめにこの度は KEIm 製品をお買い上げいただき誠にありがとうございます本製品をご使用になる前に本マニュアル及び関連資料を十分ご確認いただき使用上の注意を守って正しくご使用ください取扱い上の注意本書に記載されている内容は将来予告なく変更されることがあります本製品のご使用にあたっては弊社窓口又は弊社ホームページなどで最新の情報をご確認ください本製品には一般電子機器用部品が使用されています