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2016年10月

Cosmo-Kの生基板が届いた!

2016.10.28

ついに、Cosmo-Kの生基板が届きました。

Cosmok_pcb

BGAが凛々しい。

Cosmok_pcb2

 

意味もなく光ファイバモジュールをはめてみる。

Cosmok_pcb3
 

はやく実装できないかな。

 

Cosmo-Kの基板を出図しました

2016.10.19

FPGAのパッケージサイズを間違えたりして紆余曲折あったCosmo-Kですが、ようやく出図できました。

40GbpsのQSFP対応版と10GbpsのSFP ×3のものなど、3種類を面付けしています。

Cosmok0

まずは、NIM/ECLのLEMOコネクタが4ポート付いているCosmo-K0。ほぼ特定の顧客向けの特注品です。

 

次は、10GbpsのSFP+が3ポートついているCosmo-K-。

Cosmok

 

最後に、40GbpsのQSFPが1ポート付いているCosmo-K+。

Cosmok_2

 

基板の製造完了が待ち遠しい。

 

XILINXのFFG656は1.0mmピッチだった!!

2016.10.12

Kintex-7搭載のPCI Express & 光ボードができました。

まずは、SFP 3個(10Gbps)と、トリガ出力用のLEMOコネクタを4個搭載した、Cosmo-K0

Cosmokzero

それから、QSFP(40Gbps)を搭載したロープロファイルのCosmo-K+Cosmokplus

最後にSFP(10Gbps)を3個搭載したロープロファイルのCosmo-K-

Cosmominus

これらの3つを面付けして基板屋さんに出図しようと思ったら、18時を回ってしまっていたのであきらめて、一晩寝かせることにしました。

基板の図をプリントアウトして、帰りの電車の中でニヤニヤしながら眺めていたら、何か違和感を感じました。

「このFPGA、676ピンにしては妙に小さくない?」

家に帰って調べてみると、1辺が23mmしかない。

XILINXの676ピンは27mmあるはずで、もっと貫禄があるはずです。

CADで開いて見てみると、0.8mmピッチになっています。

Fbg676

XILINXの676ピンは1.0mmピッチです。やってしまった・・・

一方、FBG676でちゃんと動いていたCosmo-Zの基板パターンを見てみると・・

Fbg676_2

隣にあるSDRAMの大きさと比べてみればわかります。

それにCosmo-Zのほうではピン間2本の配線が引けていたのに、今回はピン間1本しか引けていなかった。どうりでLVDSの引き出しで苦労したわけです。

せっかく完成したのに、やり直しです。

でも、出図して実装屋さんから連絡が来るよりはマシだったかな。

 

ここにほぼ出来上がった基板があるじゃろ

(^ω^)
 ⊃ 卍鬱彡 ⊂

Aru1

 

これをこうして

(^ω^)
 ≡⊃ 卍□彡 ⊂≡

Aru2

 

こうじゃ

(^ω^)
 ≡⊃ 卍回彡 ⊂≡

Aru3

俺たちの戦いはこれからだ

 

DDR3メモリの配線やりなおし

2016.10.04

ピン配置のValidateが通らなかったので、DDR3メモリの配線をやりなおしています。

データバスはそれほど難しくありません。

Dbus

 

アドレス・コントロールバスは、内側のピンにあるのでそれなりに苦労しましたが、なんとかまだ元気です。

Dbus_ok

 

今度こそ・・と願いを込めてMIGジェネレータのピン配置に入れていきます。

Drc

ああ、よかった。ピン配置がOKでした。

Drc_ok

 

Kintex-7 PCI Express基板の設計ミス!!

2016.10.03

ああ・・やってしまった。

十分に確認しないで進めてしまったばかりに、手痛いミスをしてしまいました。

まず、DDR3メモリの配線ですが、

K7_ddr3

ISE14.7のMIGにこのピン配置を入れてチェックしてみると・・

Bankerr

こんなエラーが出ました。XILINXのAnserRecord 43481です。

Kintex-7では、複数のI/Oバンクを利用する形でDDR3メモリコントローラを作るには、真ん中のバンクにアドレスとコントロールを配置しなければならないそうです。

この回路の配置は、

Ddr3_pinout

ああ、ダメじゃん。
 

UG586を読むと、

Bankrule

と書かれているので、これはこういうものなのでしょう。

DDR3メモリの設計やり直しです。。。

せめて、このミスが、同じような基板を設計する人の役に立てば幸いです。

 

 

それから、10Gbpsの光モジュール、QSFPを買いました。

Qsfp10gb

ゴーヤのような放熱器が付いていてゴツゴツしているのですが、なんと、SFPよりも若干長いようで、現在の基板に納まらないことがわかりました。

Qsfp_board

横幅をあと15mmほど延ばさないと乗りません。

このままSFP版で作るか、それともQSFP版も一緒に作るか悩みます。QSFPを使うなら、135mm×90mmくらいのボードになりそうです。

ちょっと大きくなってしまいますが、ロープロファイルには収まりそうです。

EZ-USB FX3とGPIO、SFP+の配線が引き終わった

2016.10.02

Kintex-7とEZ-USB FX3の間の配線。

K7_fx3

40数本の配線ですが、Kintex-7のI/Oバンクは50個のI/Oがあるので、意外と余裕です。

USB3.0の各種設定ピンや、コンデンサ、アナログ関係もざっと引きました。

ネジ穴の左の狭いスペースにスイッチング電源とファームウェアROMを配置しています。

GPIOのほうが難しいかもしれませんね。LVDSのペアで引き出さなければならないので、配線の自由度が下がります。結構きついです。

光モジュール「SFP+」の配線ですが、2chなので意外と簡単です。↓の図の真ん中にある太く赤い配線のところに10Gbpsの信号が流れます。

K7_sfp

それほど難しいとは思っていません。なぜならば、信号の距離が短いからです。FPGAと光モジュール間でしか通信を行わないので、信号の減衰は少ないでしょう。

 

基板全体はこのようになりました。

K7_pcie

難しい配線はだいたい引き終わって、横幅12cmに納まることが確定です。

 

GPIOおよびUSB3.0インタフェースの配線

2016.10.01

Kintex-7、PCI Expressボード「Cosmo-K」の設計を続けています。

60本のGPIOの配線とEZ-USB FX3への配線もできました。

GPIOは、LVDSの30組のペアになっています。ペアで配線を引き出すのはかなり大変でした。

Gpio_usb3

先日の実験により、ピンヘッダであってもLVDSなら1GHzくらいの信号であれば信号の劣化はほとんどなく出力できることが確かめられています。

Cosmok0_0930

もう、これ以上1本も通せないほどの密度になってしまいました。

 


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