Hallo Leute. Nachdem in meinem Bastelkeller mittlerweile 3 Spartan-3, 1 Spartan-3A und 1 Spartan-3AN ums Leben gekommen sind und das natürlich auch sehr auf den studentischen Geldbeutel geht, fragt man sich doch mal langsam, was verkehrt gemacht wird... Neben offensichtlichen Fällen, wie dem übertemperierten Löten bei dem vorletzten oder >möglichweise< einem ESD-Schock beim allerersten(noch kein ESD-Armband), gibt es zwischendurch auch Fälle, die mich einfach stutzig machen. Bei dem letzen heute morgen hatte Ich testweise die Ausgänge eines 74HCT244 amd FPGA. Der 74er war noch nicht vollständig fertig verlötet. Mir ist zwar bekannt, dass offene CMOS-Eingängen gewisse Latch-Ups hervorrufen können, die den 74er schaden können, aber dass dabei der Spartan mit draufgeht ? Ich arbeite auf Lochraster mit Adapterplatine, so ist der Prototyp schön veränderbar. Ich hoffe, Ich wirke jetzt nicht leichtsinnig bei der Lötarbeit. Traurigerweise ist der Spartan das Bauteil, was mir bisher am meisten kaputt gegangen ist. Da blutet natürlich sowohl das Herz, als auch das Portemonnaie. Könnt Ihr mir ein paar Tipps geben ? Grüße André PS: Ein Starter-Board wollte Ich wirklich umgehen, da es ja so "eigentlich" auch ganz gut funktioniert und deutlich platzsparender ist.
Ein kleiner Nachtrag noch dazu: Ich verwende für die 1,25V Quelle einen LM317 und für die 3,3V einen LF33CV. VCCAUX wird mit 3,3V verbunden, was laut Datenblatt bei 3A und 3AN mittlerweile erlaubt ist. Für Pegelwandlungen von 5 V auf 3,3 V für die Eingänge des Spartan, nehme Ich 470 Ohm Vorwiderstände. Der Rest müsste ja eigentlich über die Schutzdioden abfließen. Oder ist das auch fahrlässig ?
@ Andre Z. (slamy)
>Könnt Ihr mir ein paar Tipps geben ?
Hör auf zu murksen. Kauf dir eine fertiges Evalboard, da gibt es
günstige ab 50 EUR. Dort kannst du per Stiftleiste alles mögliche
anstecken. Prüfe deine Schaltung SORGFÄLLTIG, bevor du den Strom
einschaltest.
MfG
Falk
>Für Pegelwandlungen von 5 V auf 3,3 V für die Eingänge des Spartan, >nehme Ich 470 Ohm Vorwiderstände. >Der Rest müsste ja eigentlich über die Schutzdioden abfließen. >Oder ist das auch fahrlässig ? Lass diesen Murks sein. Nimm einen vernueftigen Pegelwandler. Gruss Helmi
>Hör auf zu murksen. Kauf dir eine fertiges Evalboard, da gibt es >günstige ab 50 EUR. Dort kannst du per Stiftleiste alles mögliche >anstecken. Dass es sowas gibt, ist mir durchaus bewusst. Der FPGA soll als Grafikchip MMU Soundchip / PS/2 Controller auf einem Z80 Einplatinenrechner arbeiten. Die Platine an sich funktioniert auch relativ gut. Der Spartan ist jetzt nicht so komplex. Ein Programmiergerät habe Ich ebenfalls mit einem PIC realisiert. Wäre ein Starter-Board nicht in diesem Moment ein extremer Rückschritt ? Die Platine ist momentan schön klein und übersichtlich. So müsste Ich jedes Mal das ebenfalls so große Starter-Board daneben legen, welche insgesamt nicht gerade kompakt wäre. Und was wäre dann, wenn das Evalboard kaputt geht ? Sind ALLE User-I/Os durch Widerstände geschützt ?
Helmut Lenzen schrieb: >>Für Pegelwandlungen von 5 V auf 3,3 V für die Eingänge des Spartan, >>nehme Ich 470 Ohm Vorwiderstände. >>Der Rest müsste ja eigentlich über die Schutzdioden abfließen. >>Oder ist das auch fahrlässig ? > > Lass diesen Murks sein. Nimm einen vernueftigen Pegelwandler. > Ich habe mich in diesem Moment an dem Minimig Projekt orientiert. Laut Schaltplan verwendet dies bei PS/2 z.B. 270 Ohm Vorwiderstände. Und da dieser Rechner mittlerweile mit 149,99 € vermarktet wird, bin Ich davon ausgegangen, dass dies durchaus legitim ist.
Nimm lieber so was. Ist an den Eingaengen 5V Tolerant und liefert dir deine 3.3V Pegel. http://www.fairchildsemi.com/ds/74/74LVTH125.pdf >Ich habe mich in diesem Moment an dem Minimig Projekt orientiert. Laut >Schaltplan verwendet dies bei PS/2 z.B. 270 Ohm Vorwiderstände. Ich kenne zwar jetzt nicht den Schaltplan aber wenn dem so ist haben die auch gemurkst.
> Für Pegelwandlungen von 5 V auf 3,3 V für die Eingänge des Spartan, > nehme Ich 470 Ohm Vorwiderstände. > Der Rest müsste ja eigentlich über die Schutzdioden abfließen. Müsste, hätte, wäre, sollte, dürfte... Ich liebe den Konjunktiv :-) > Oder ist das auch fahrlässig ? Ja. http://www.xilinx.com/support/answers/19146.htm Wenn du nur einmal über 4,05V kommst, dann ist Fine mit dem Ding: http://groups.google.com/group/comp.arch.fpga/browse_thread/thread/95ab9417252a5a71/f88bfdaf324cb93e?lnk=st&q=5v+spartan-3&rnum=1#f88bfdaf324cb93e
>Nimm lieber so was. Ist an den Eingaengen 5V Tolerant und liefert dir >deine 3.3V Pegel. > >http://www.fairchildsemi.com/ds/74/74LVTH125.pdf Wäre ein guter Baustein. Leider geht die nächste Bestellung nach reichelt. Und die führen den nicht. Ein paar BC547 werden es wohl auch tun. Nun denn. In diesem Fall gibt es einiges umzubauen. Alle guten Dinge sind 6 :'-( . Der nächste Spartan-3AN liegt schon auf der Folterbank.
Dann schau dir diese Teile mal an: http://www.fairchildsemi.com/ds/74/74VHC00.pdf Gibts bei Rei... Die koennen auch 5V -> 3V umsetzen.
Helmut Lenzen schrieb: > Dann schau dir diese Teile mal an: > > http://www.fairchildsemi.com/ds/74/74VHC00.pdf > > Gibts bei Rei... > > Die koennen auch 5V -> 3V umsetzen. Oh danke :-). Aber die gibt es dort auch nur als SMD Bauteile. Ich arbeite auf Lochraster schäm. Und eine Adapterplatine, wo der FPGA drauf sitzt reicht mir. Bitte schimpft jetzt nicht. Das Projekt wurde auf Lochraster begonnen, da mir vor einem Jahr noch der Platz und die Erlaubnis fehlte, eine Ätzanlage zu kaufen.
>Oh danke :-). >Aber die gibt es dort auch nur als SMD Bauteile. >Ich arbeite auf Lochraster schäm. Tja so ist das leben. Aber mit ein bisschen FuBa kannst du sowas auch auf einen Dil-Sockel loeten. Du nimmst dir einen 14pol. Sockel am besten mit gedrehten Kontakten. Dort loetest du von oben Draehte an und die vebindest du mit den IC-Anschluessen. So machst du aus einem SMD dir einen Dil Kaefer. Habe ich auch schon ein paar mal gemacht. *FuBa = Fummeln und Basteln
Wenn Du die 5 Volt nach 3.3Volt Umsetzung mittels Vorwiderstaenden machst, dann speisen die internen Dioden Strom in die 3.3 Volt Schiene ein. Bei 5Volt nach 3.3 Volt und 470 Ohm sind das fast 4 mA je Eingang. Kann dieser Strom nicht nach Masse abfliessen, dann wird die 3.3 Volt Versorgung ansteigen. Und irgendwann ist dann finito mit der ordnungsgemaessen Funktion des Bausteines. Nimm richtige Pegelumsetzer...
> Wenn Du die 5 Volt nach 3.3Volt Umsetzung mittels Vorwiderstaenden > machst, dann speisen die internen Dioden Strom in die 3.3 Volt Schiene > ein. Bei 5Volt nach 3.3 Volt und 470 Ohm sind das fast 4 mA je Eingang. > Kann dieser Strom nicht nach Masse abfliessen, dann wird die 3.3 Volt > Versorgung ansteigen. Und irgendwann ist dann finito mit der > ordnungsgemaessen Funktion des Bausteines. Uwe hat Recht ... Allerdings muss auch noch dazu gesagt werden: Der Strom, der über die Clamping-Dioden auf 3,3V fließt, zieht das Potential nach oben, d.h. die 3,3V steigen und sind keine 3,3V mehr! Es gibt hierfür Abhilfe, und zwar muss parallel an die 3,3V ein Widerstand angeschlossen werden, über den kontinuierlich der Strom fließt, der über die Clamping-Dioden auf die 3,3V fließt. D.h. wenn du 8 Eingänge hast und 8*470R und es sind dann 4mA pro Eingang, wie Uwe ausgerechnet hat, dann brauchst du Widerstand von 100R an den 3,3V. 4mA ist aber wirklich viel ... Ich hab das immer mit 1mA max gemacht und das ging ganz gut. Übrigends wird tatsächlich von Xilinx die Methode mit den Vorwiderständen behandelt, weswegen das auch gehen muss! Also: - die 470R Widerstände größer machen und auf max. 1mA begrenzen - den nötigen Parallelwiderstand für die 3,3V Spannungsquelle berechnen Dann wird's klappen :) Grüße, Gast
@Gast (Gast) >Der Strom, der über die Clamping-Dioden auf 3,3V fließt, zieht das >Potential nach oben, d.h. die 3,3V steigen und sind keine 3,3V mehr! Wohl wahr. >Es gibt hierfür Abhilfe, und zwar muss parallel an die 3,3V ein >Widerstand angeschlossen werden, über den kontinuierlich der Strom >fließt, der über die Clamping-Dioden auf die 3,3V fließt. Ich würde lieber ne Z-Diode nehmen, die schluckt nur den Strom, der zuviel ist. Ok, hat aber auch so seine Tücken mit den Toleranzen. >4mA ist aber wirklich viel ... Ich hab das immer mit 1mA max gemacht und >das ging ganz gut. Xilinx sagt offiziell, dass man bis 10mA gehen kann. MfG Falk
>So müsste Ich jedes Mal das ebenfalls so große Starter-Board daneben >legen, welche insgesamt nicht gerade kompakt wäre Vielleicht ist das was : http://www.trenz-electronic.de/products/fpga-boards/trenz-electronic/te0140-spartan-3-series.html Ist aber leider auch nicht 5V Tolerant Ich bastel jetzt seit fast 2 Jahren mit Dem Spartan rum, aber gestorben ist mir bisher noch keiner. Ich würd sogar behaupten das der Spartan sehr robust ist. >Kann dieser Strom nicht nach Masse abfliessen, dann wird die 3.3 Volt >Versorgung ansteigen. Wieso sollte die 3.3 Volt versorgung ansteigen ?
@ Michael Sauron (laborsauron) >>Kann dieser Strom nicht nach Masse abfliessen, dann wird die 3.3 Volt >>Versorgung ansteigen. >Wieso sollte die 3.3 Volt versorgung ansteigen ? Ganz einfach, normale Spannungsregler können keinen Strom schlucken (sink), nur liefern (source). Wenn aber der Spartan z.B. nur 20mA zieht, über die Low Cost Peglewandler aber 30mA reinfliessen, wo bleiben dann die 10mA Differenz? MFG Falk
>Xilinx sagt offiziell, dass man bis 10mA gehen kann. Beruecksichtig man den Fall das die 3.3V ausfallen oder spaeter als die Eingangssignal anliegen ist man dabei aber schon hart an der Grenze. (5V - 0.5V) / 470 Ohm = 9.6mA >>Kann dieser Strom nicht nach Masse abfliessen, dann wird die 3.3 Volt >>Versorgung ansteigen. >Wieso sollte die 3.3 Volt versorgung ansteigen ? Von den 5V durch den Widerstand , Kappdiode in die 3.3V Versorgung. Je nachdem wieviel Last an der 3.3V Versorgung haengt steigt die Spannung.
Hmmpf... Jetzt gibt es schon 2 Parteien in diesem Thread. Das ist nicht gerade hilfreich. >Vielleicht ist das was : >http://www.trenz-electronic.de/products/fpga-board... >Ist aber leider auch nicht 5V Tolerant Danke für den Vorschlag. Aber Ich habe wirklich einfach das Gefühl, ein Starterboard wäre nicht die ideale Lösung für mich. Ich brauche schon volle Kontrolle über meinen Spartiaten. >Ich bastel jetzt seit fast 2 Jahren mit Dem Spartan rum, aber gestorben >ist mir bisher noch keiner. Ich beneide dich. :-( >Ich würd sogar behaupten das der Spartan >sehr robust ist. Kann Ich einfach nicht zustimmen. Ein PIC uC ist robust. Ein Bipolartransistor ist robust. Die 74er Reihe ist robust. Neben dem MAX232 ist mir der Spartan-3XX am meisten abgeraucht. Wie bereits gerade erwähnt wurde, und was Ich auch bestätigen kann, beschreibt Xilinx in seiner Spartan Programmers Guide, wie man einen 3,3V uC für die Slave Serial Programmierung an das Ding dranklemmt. Und dort ist auch nur von Vorwiderständen die Rede. Die Idee mit der Z-Diode ist genial, wenn man davon ausgehen kann, dass diese bei 3,35 V durchbrechen würde. Ein Betrag niedriger als die Versorgung wäre ja fatal. Nun, soll Ich einfach weiter machen, wie bisher ? Einfach wieder Vorwiderstände und gucken wie lange er lebt ? Natürlich werde Ich diesmal an die Widerstände von VCCO und VCCAUX nach GND denken. Ich wünsche mir wirklich, dass das Ding endlich mal überlebt. Das Projekt ist schon zu weit fortgeschritten, um aufzuhören :-(. Aber um zum eigentlichen Tod des letzen Spartans zurückzukommen. Das darf nicht mehr passieren. Aber dafür muss Ich wissen, warum es geschah. Ich muss zugeben, dass Ich mit einem Finger an die Platine kam und dadurch die offenen Eingänge eines 74HCT244 wie wild schalteten. Aber hätte das nicht nur einen Kurzschluss in diesem Baustein zufolge gehabt ? In diesem Fall wäre doch nur VCCO und VCCAUX vom Spartan gesunken. Aber das darf ihn doch nicht umbringen !
Vlt noch als Hinweis ... Ein Spartan3-Kollege ist ziemlich pedantisch was die Spannungen an VCCAux und die TJAG-Pins angeht. Er verkraftet nur 2,5V und die JTAG-Pins haben keine Clamping-Dioden eingebaut. Daher nicht auf die Idee kommen mit Vorwiderstände, das überlebt er nicht. 3A und 3AN weiß ich nicht genau, leider ... kann wieder anders sein. Grüße, Gast
Nimm statt einem Vorwiderstand einen Spannungsteiler um die 5V auf 3,3V runterzusetzen. Dann gibts keinen Probleme mit zu viel Strom über die Clamping-Dioden. Randy
> Er verkraftet nur 2,5V und die JTAG-Pins haben keine Clamping-Dioden > eingebaut. Daher nicht auf die Idee kommen mit Vorwiderstände, das > überlebt er nicht. > > 3A und 3AN weiß ich nicht genau, leider ... kann wieder anders sein. Das ist das schöne an den 3A. Es werden nur noch 2 Spannungen benötigt. VCCAUX verträgt jetzt auch 3,3V. Außerdem vertragen die User-I/Os nun auch offiziell ca. 4,6 Volt. Warum man das Ding dann nicht einfach 5V tolerant baut, ist und bleibt mir ein Rätsel :-S.
Sooo. Jetzt ist alles klar. Der Spartan konnte gar nicht überleben. Hier ein Auszug aus http://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp459.pdf Caution! Do not use this technique with Spartan-3A/3AN/3A DSP FPGAs. Permanent damage may occur as a result of exceeding the absolute maximum ratings because these devices have a different I/O structure which will not work as a voltage clamp. Was soll Ich dazu sagen ? Die letzen 2 Spartan, die mir kaputt gingen, waren ein 3A und ein 3AN. Der momentane läuft noch. Aber das muss jetzt direkt geändert werden, bevor der mir unter dieser Last wieder zusammenbricht. Argh. Xilinx, warum ???
Lothar Miller schrieb: >> Für Pegelwandlungen von 5 V auf 3,3 V für die Eingänge des Spartan, >> nehme Ich 470 Ohm Vorwiderstände. >> Der Rest müsste ja eigentlich über die Schutzdioden abfließen. > Müsste, hätte, wäre, sollte, dürfte... > Ich liebe den Konjunktiv :-) > >> Oder ist das auch fahrlässig ? > Ja. > http://www.xilinx.com/support/answers/19146.htm > > Wenn du nur einmal über 4,05V kommst, dann ist Fine mit dem Ding: Nein, das wird nicht als fahrlässig oder Murks beschrieben, es wird von Xilinx darauf hingewiesen das der Strom auf 10 mA zu begrenzen ist. Zitat aus dem Link 19146: " ... When the input voltage is greater than VCCO +0.5V, the upper clamp diode turns on and conducts a reverse current into the associated supply (VCCO for nondedicated I/O; VCCAUX for dedicated I/O). Because this reverse current can damage the I/O, the Spartan-3/-3E I/O is not 5V-tolerant. Spartan-3/-3E I/O can be made 5V-tolerant by using an external series current-limiting resistor to limit the current into the upper clamp diode to 10 mA. This makes the input 5V-tolerant, but an I/O configured as an output still cannot drive 5 Volts and the resulting VOH does not meet the input specifications of the 5V device ..." Das ist üblich für Spartan3 und spartan3E, habe mehre gut funktionierende designs mit diesen Serienwiderständen gesehen. Aber Spartan3A ist anders. MfG
> Das ist üblich für Spartan3 und spartan3E, habe mehre gut > funktionierende designs mit diesen Serienwiderständen gesehen. Ich habe auch immer ein paar solcher Eingänge... Das Problem hier liegt weniger daran, dass 1 Eingang seinen Strom auf VCCO speist. Es tritt auf, wenn z.B. 40 solcher Eingänge jeweils 5mA dort reindrücken wollen, der Spartan aber z.B. nur 100mA auf dieser Schiene braucht. Dann steigt die VCCO und zerstört die Metallisierung :-o In solchen Fällen muss ein Ballastwiderstand wie in der XAPP459 http://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp459.pdf auf Seite 14 nach dem VCCO-Spannungsregler vorgesehen werden.
>Das ist üblich für Spartan3 und spartan3E, habe mehre gut >funktionierende designs mit diesen Serienwiderständen gesehen. Mein Reden. >Aber Spartan3A ist anders. Aber das muss man erstmal wissen. Mein aktueller 3AN wurde leider schon mit Vorwiderstand betrieben. Jedoch nur etwa 10 Minuten. Der letzte 3AN hielt ja wirklich eine Woche unter 3 5V Eingängen, bis er kaputt ging. Kann das trotzdem Folgeschäden haben ? Keine Sorge. Ich baue meine Schaltung jetzt um. Ich verstehe die Politik von Xilinx überhaupt nicht. Diese Clampdioden dürften in der Herstellung doch jetzt nicht soooo teuer sein, dass man sie für die A Serie einfach weglässt :-(. Und wenn sie es tun, dann sollte man das auch im Datenblatt vermerken, was leider nicht der Fall war....
> Diese Clampdioden dürften in der Herstellung doch jetzt nicht soooo > teuer sein, dass man sie für die A Serie einfach weglässt Vermutlich versauen sie durch die Kapazität irgendwelche andere tolle Eigenschaften der IOs. Für PCI kann man sie reinschalten, d.h. da sind ja schon...
Zu der Ausgangstreibern: Xilinx laesst ja die Chips extern fertigen. Diese Fertiger bieten halt nur eine gewisse Technologieauswahl an, und 5 Volt Toleranz gibt es wohl nicht oder nur mit anderen Nachteilen. Zu den Clamp Dioden: Das Spartan-31 Datenblatt zeigt die Eingaenge, die keine Clamp Dioden haben als "Input"...
Andre Z. schrieb: >Das ist üblich für Spartan3 und spartan3E, habe mehre gut > Ich verstehe die Politik von Xilinx überhaupt nicht. > Diese Clampdioden dürften in der Herstellung doch jetzt nicht soooo > teuer sein, dass man sie für die A Serie einfach weglässt :-(. > > Und wenn sie es tun, dann sollte man das auch im Datenblatt vermerken, > was leider nicht der Fall war.... Lt. einem Xilinx FAE und einem Altera FAE ist das grösste Stück (und damit das teuereste) das IO-Pad. Das muss Zig Io Standards erfüllen, vor ESD schützen etc.. Bei der Konzeption von LowCost Serien (Cyclone) hat man hier das meiste Einspar-potential, das man für mehr Logicressourcen genutzt hat, um so mehr Gates für den cent zu bieten. Ist ja auch nicht so schlecht. Probleme sehe ich bei Xilinx Produktnnamenpolitk, solche gravierenden Änderungen wie neue IO-Zellen wird in einem modifizierten Buchstabenanhängsel versteckt. Damit hätte man schon einen Spartan 4 benennen können. Aber so: Spartan - SpartanXL - SpartanII - SpartanII-E - Spartan-3 -Spartan-3E -Spartan 3A - Spartan3A DSP - Spartan 6 - ... Hoffentlich verlerne ich das richtige Zählen meine Finger nicht; ich hab jetzt schon probs damit. An jeder hat komme ich jeweils bis vier, aber bei beiden auf 9, also 2*4 = 9 ) ;-) (Auflösung: re.: 0,1,2,3,4 li.: 0,1,2,3,4 beide v.r.n.l: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9) MfG
@andre : ohne das ich mir den thread komplett durchgelesen hab : >Ich verwende für die 1,25V Quelle einen LM317 und für die 3,3V einen >LF33CV. seeehr gefährlich meiner meinung nach, da die 1,2v max 1,3v sein dürfen (laut datenblatt) -> 50mV toleranz. allein schon beim einschalten kann es böse überschwinger geben vor allem da du am unteren limit bist. und gerade die 1,2v sind denke ich sehr kritisch. da also besondere sorgfalt. ich habe (neben 2 gekauften sparten3-boards) noch 3 selbstgelötete und keinerlei probleme (vllt werden dieses jahr noch 2 weitere gelötet) damit. die vorgehensweise mit widerständen als pegelwandler ist zweifelhaft. ich mache das zwar momentan auch so, aber werde bei einem neuen design definitiv einen pegelwandler einplanen. alles andere ist wirklich murks. kanns nur in der aktuell verwendeten schaltung nicht anders machen da ich dort keinen platz mehr habe und ich da nix huckepack machen kann.
> @andre : > > ohne das ich mir den thread komplett durchgelesen hab : > >>Ich verwende für die 1,25V Quelle einen LM317 und für die 3,3V einen >>LF33CV. > > seeehr gefährlich meiner meinung nach, da die 1,2v max 1,3v sein dürfen > (laut datenblatt) -> 50mV toleranz. allein schon beim einschalten kann > es böse überschwinger geben vor allem da du am unteren limit bist. und > gerade die 1,2v sind denke ich sehr kritisch. da also besondere > sorgfalt. Was benutzt du für deine Boards, um diese Spannung zu erzeugen ? > ich habe (neben 2 gekauften sparten3-boards) noch 3 selbstgelötete und > keinerlei probleme (vllt werden dieses jahr noch 2 weitere gelötet) > damit. Wie bereits oben erwähnt. Ich beneide das. Ich habe wirklich keine Ahnung, was Ich verkehrt mache. Ich habe mich übrigens verzählt, als Ich meine Bestelllisten durchging. 2 Spartan-3, 1 Spartan-3A und 1 Spartan-3AN :-D Wenn das so weiter geht, können die Jungs mit der Jacke kommen^^ Ich habe auch das Gefühl, dass der DEN ICH VORGESTERN ERST eingebaut habe, schon wieder kaputt ist. Kurzschluss zwischen VCCAUX, VCCINT UND GND. Ich hoffe inständig, dass es an der Platine liegt und such es gerade. Das Problem tauchte plötzlich und ohne Lötarbeit auf. Leider war es eben so, dass dieser ebenfalls kurz 5V aufgrund von Unwissenheit aushalten musste. Ich weiß, Ihr liegt wahrscheinlich schon alle lachend am Boden, während Ich den Tränen nahe bin. :-( > die vorgehensweise mit widerständen als pegelwandler ist zweifelhaft. > ich mache das zwar momentan auch so, aber werde bei einem neuen design > definitiv einen pegelwandler einplanen. alles andere ist wirklich murks. > kanns nur in der aktuell verwendeten schaltung nicht anders machen da > ich dort keinen platz mehr habe und ich da nix huckepack machen kann. Meinst du die Variante mit den Clamping-Diode, den Spannungsteiler oder beides ?
@andre ich verwende auf meinen boards (ist eine weiterentwicklung von thomas pototschnigs miniGA) einen TPS79601. Den kann man bei Digikey bekommen oder hbe-shop oder wenn man bei CSD oder Sander ne anfrage macht. Der liefert die 1.2V genau. aber du hast auf deinem board aber auch 2.5v oder ? die werden ja ebenfalls benötigt (und sollten soweit ich weiß auch wirklich 2.5v betragen). >Ich weiß, Ihr liegt wahrscheinlich schon alle lachend am Boden, während >Ich den Tränen nahe bin. :-( ich denke mal niemand lacht hier. das die fpgas (speziell die spartan 3) 3 versorgungsspannung benötigen macht zum einen das routing recht aufwendig, und erschwert die bauteilbeschaffung, zumal die 1.2v wirklich "unkonform" sind. wenns 1.5v oder 1.8v gewesen wären wäre es noch etwas einfacher die bauteile zu beschaffen (zumal man da für alle 3 spannungen einen lm317 nehmen kann/könnte). >Meinst du die Variante mit den Clamping-Diode, den Spannungsteiler oder >beides ? nein. ich meine einen extra chip. z.b. einen 74hc4050 oder 74lcv07 oder 74lvc245 oder von maxim (schau mal unter dem artikel "pegelwandler" hier im forum). die machen aus 5v -> 3.3v ohne das da so ekelige verschleifungen der signale bei rauskommen. ich selbst habe ja auf einem board ein paar solcher einfachen widerstands-pegelwandler eingebaut. aber das die max. frequenz mit der ich die signale von dem uC (5v) in den fpga (3.3v) blasen kann liegt bei 1-2 mhz. und das ist nun wirklich nicht sehr schnell. mit einem pegelwandler kann ich bestimmt 5 mal so schnell sein.
@Rene > ich verwende auf meinen boards (ist eine weiterentwicklung von thomas > pototschnigs miniGA) einen TPS79601. Den kann man bei Digikey bekommen > oder hbe-shop oder wenn man bei CSD oder Sander ne anfrage macht. Der > liefert die 1.2V genau. > aber du hast auf deinem board aber auch 2.5v oder ? die werden ja > ebenfalls benötigt (und sollten soweit ich weiß auch wirklich 2.5v > betragen). Als Ich den Spartan von Reichelt bezog, konnte Ich nur die normalen Spartan-3 wählen und hatte dementsprechend auch die besagten 2.5V per LM317 bereitgestellt. Aber das macht die AN Reihe so attraktiv. Neben dem integriertem Flash, das viel drum-rum erspart, verträgt er wie der A auch 3,3 V an VCCAUX. Außerdem haben die mehr I/O und die sind im Falle von Farnell günstiger. ;-) >>Ich weiß, Ihr liegt wahrscheinlich schon alle lachend am Boden, während >>Ich den Tränen nahe bin. :-( > > ich denke mal niemand lacht hier. das die fpgas (speziell die spartan 3) > 3 versorgungsspannung benötigen macht zum einen das routing recht > aufwendig, und erschwert die bauteilbeschaffung, zumal die 1.2v wirklich > "unkonform" sind. wenns 1.5v oder 1.8v gewesen wären wäre es noch etwas > einfacher die bauteile zu beschaffen (zumal man da für alle 3 spannungen > einen lm317 nehmen kann/könnte). > Der TPS79601 wäre eine Idee, ist aber für einen Spannungsregler etwas teuer. Ich würde wohl zu einem NCP5662DS12R4G greifen. Leider sind beide SMD Bauteile, aber mit ein bisschen Fädeldraht, kriegt man die Pin-Abstände dieser Größenordung schon hin... Für mich am attraktivsten wäre natürlich die weitere Verwendung des LM317. Aber wenn die 1,25 so riskant sind..... Wo du gerade von Routing sprichst. Ich hoffe, dass mein "professionelles Vogelnest" aus 120 Fädeldrahten kein Grund für die Ausfälle sind. Und wenn, dann müsste man es ja frühestens auf dem Monitor-Bild Marke Spartan sehen :-D >>Meinst du die Variante mit den Clamping-Diode, den Spannungsteiler oder >>beides ? > > nein. ich meine einen extra chip. z.b. einen 74hc4050 oder 74lcv07 oder > 74lvc245 oder von maxim (schau mal unter dem artikel "pegelwandler" hier > im forum). die machen aus 5v -> 3.3v ohne das da so ekelige > verschleifungen der signale bei rauskommen. > ich selbst habe ja auf einem board ein paar solcher einfachen > widerstands-pegelwandler eingebaut. aber das die max. frequenz mit der > ich die signale von dem uC (5v) in den fpga (3.3v) blasen kann liegt bei > 1-2 mhz. und das ist nun wirklich nicht sehr schnell. mit einem > pegelwandler kann ich bestimmt 5 mal so schnell sein. Die Pegelwandler werden momentan nur für RS232, PS/2 und für eine Programmierung über PIC genutzt, weshalb ein Spannungsteiler vollkommen ausreichend ist. Bisher hatte Ich keine Probleme mit Signalintegriäten.
> Die Pegelwandler werden momentan nur für RS232, PS/2 und für eine > Programmierung über PIC genutzt, weshalb ein Spannungsteiler vollkommen Ich finde die Aussage dass ein Widerstands-Spannungsteiler bei spätestens 2MHz die Flanken zu sehr verschleift schon sehr pessimistisch. Bei ordendlichem Aufbau (sprich: wenn die Signalleitung so gestaltet ist dass sie höhere Frequenzen verträgt) ist auch ein Spannungsteiler bis zu sehr viel höheren Taktraten brauchbar. SMD Dünnschichtwiderstände haben relativ wenig Induktivität. Randy
> Leider war es eben so, dass dieser ebenfalls kurz 5V aufgrund von > Unwissenheit aushalten musste. ... > Ich weiß, Ihr liegt wahrscheinlich schon alle lachend am Boden, Es lacht dich keiner aus. Aber bei hochintegrierten Chips mit kleinen Strukturen darf sowas nicht passieren. Gerade bei Überspannung gehen Chips mit kleinen Strukturbreiten sofort hopps. Das muß bei im Labor der Platinenaufbau abfangen. Sprich: Alle Ein- und Ausgänge die auf Stecker gehen mit Logikgatter puffern. Die halten ESD, etwas zu hohe Spannung und andere Effekte erst mal ab. So schlimm dass es den Logikchip so zerschießt dass er die Scheiße an den FPGA weiter leitet kommt es i.A. meist doch nicht. In der 4ma gabs mal das Problem dass eine Erweiterungskarte die mit einer HF-ungeeigneten Masse (zu viel Induktivität, zu wenig GND-Leitungen auf dem Flachbandkabel) versorgt wurde. Die hat beim Schalten von vielen Portleitungen gleichzeitig einen so starken Groundbounce veruracht dass der FPGA ausgefallen ist (=an der GND-Leitung bzw -Induktivität fällt durch einen Stromspike beim Togglen Spannung ab, so dass der Portpin kurzzeitig eine negative Spannung ggü. GND hat). FPGAs sind viel Empfindlicher auf solche Sachen als die typischen Logik-Chips mit ihren groben Silizium-Strukturen. Randy
@ Randy (Gast) >Ich finde die Aussage dass ein Widerstands-Spannungsteiler bei >spätestens 2MHz die Flanken zu sehr verschleift schon sehr >pessimistisch. Wo steht das? Im Artikel Pegelwandler? Nein, dort steht was von 10 MHz. Ist aber eher unsinnig. Müsste mal korrigiert werden. Bei den Werten und angenommenen 10pF Eingangskapazität kommt man auf 4ns Zeitkonstante. Damit schafft man locker 30 MHz, ggf mehr. > Bei ordendlichem Aufbau (sprich: wenn die Signalleitung >so gestaltet ist dass sie höhere Frequenzen verträgt) ist auch ein >Spannungsteiler bis zu sehr viel höheren Taktraten brauchbar. Sicher. > SMD Dünnschichtwiderstände haben relativ wenig Induktivität. Das ist das kleinste Problem. Kritisch ist der Ausgangswiderstand und die Eingangskapazität. Man kann den Spannungsteiler aber auch mit Cs parallel kompensieren, dann wird er rasend schnell. MFG Falk
> Wo steht das? Im Artikel Pegelwandler? Den Artikel kannte ich noch gar nicht. Rene schrieb am 30.11.: > widerstands-pegelwandler eingebaut. aber das die max. frequenz mit der > ich die signale von dem uC (5v) in den fpga (3.3v) blasen kann liegt bei > 1-2 mhz. Ich wollte dem Eindruck entgegen wirken dass Spannungsteiler langsam sein müssen. Das geht, wie du schon geschrieben hast, auch schneller. Randy
So. Habe den NCP5662DS12R4G und noch mal 2 Krieger des Zeus vom Typ 3AN bei Farnell bestellt. Ich danke auf jeden Fall für die Beratung, bezüglich Spannungswandlungen, Pegelwandlungen, Fehlern in Xilinx Datenblättern, Fehlern in den Köpfen der Xilinx Marketingabteilung etc. Eine Frage wäre nur noch offen, auch wenn diese nicht in diesen Thread gehört. TQFP löte Ich sehr gerne mit Heissluft ab. Manchmal ist es aber leider so, dass die Lötpads sich ablösen. Bei diesem Mal sind es mindestens 10 Stück. Trotzdem einfach wieder vorsichtig drauflöten, oder neue Adapterplatine ?
@ Andre Z. (slamy) >TQFP löte Ich sehr gerne mit Heissluft ab. Ist auch sinnvoll. >Manchmal ist es aber leider so, dass die Lötpads sich ablösen. Dann machst du was falsch. Entweder zu heiss oder dein (selbstgeätzte?) Platine taugt nichts. >Bei diesem Mal sind es mindestens 10 Stück. AUA! >Trotzdem einfach wieder vorsichtig drauflöten, oder neue Adapterplatine Kauf dir eine fertiges Evalboard. MFG Falk
@Falk Brunner >>Manchmal ist es aber leider so, dass die Lötpads sich ablösen. > > Dann machst du was falsch. Entweder zu heiss oder dein (selbstgeätzte?) > Platine taugt nichts. Das ist eine von Elk-Tronic. Ich erhoffe mir mal gute Qualität... >>Trotzdem einfach wieder vorsichtig drauflöten, oder neue Adapterplatine > Kauf dir eine fertiges Evalboard. Das sagtest du bereits. Ein durchaus passendes wäre: http://shop.trenz-electronic.de/catalog/product_info.php?products_id=569 Vorteil wäre die Austauschbarkeit. Ich bräuchte dann nur Lochraster mit typischen IDE Buchsen, IDE Kabel dran und fertig. Und wenn die nächste Platine irgendwann gebaut wird, abstöpseln und da dran. Aber mir würde in diesem Moment das Gefühl fehlen, meinen 2. Z80 Einplatinen-Rechner selbst entworfen und gebaut zu haben, so wie Ich mir das vorstelle. Das mag jetzt vielleicht verrückt klingen, aber es soll wirklich ein Gerät im klassischen Sinne sein. Mit einem physisch vorhandenem Z80 C (mit guten 10 MHz), ein bisschen asynchrones SRAM und dazu ein Full-RGB Scart Ausgang, inklusive Atari-Joystick-Port. :-D Und selbst, wenn Ich mir dieses Starter-Board kaufe, wäre Ich erst zufrieden mit meinem Projekt, wenn es im Endeffekt zum Schluss All-In-One funktioniert. Ich habe mich nicht durch Datenblätter gewälzt und gelötet wie ein Irrer, um am Ende diese Platine aufzugeben. Ich hoffe, dass das jetzt nicht falsch ankommt. Aber die Elektronik-Bastelei ist eine der Intentionen dieses Projekts. Natürlich möchte Ich nicht 300 Spartaner opfern. Und sollte das JETZT immer noch nicht hinhauen werde Ich wohl nochmal differenzierter drüber nachdenken. Grüße André Zeps
@ Andre Z. (slamy)
>Natürlich möchte Ich nicht 300 Spartaner opfern.
Das hat Hollywood schon gemacht ;-)
Aber sie waren tapfer bis zum Schluss.
MfG
Falk
So, das System läuft wieder. Morgen werde Ich wohl mal einen Ausdauertest machen. Ich werde die Tage mal Fotos vom Board machen, damit auch alle sehen können, wie man es nicht machen sollte :-D >allein schon beim einschalten kann >es böse überschwinger geben vor allem da du am unteren limit bist. Reichen 100 nanoFahrräder - die so oder so da sind - aus, um diesem Effekt entgegen zu wirken ? Oder ist der Überschwinger wirklich maximal 50 mV groß ? Dann noch etwas anderes. Wieder mal den Schaltplan des Minimig herangezogen, gibt es bei dem Scart Ausgang für Sync,R,G und B externe Schutzdioden. Ich kenne mich mit Fernsehern und uhralten Commodore-Monitoren nicht so aus. Kann es beim Ein- und Ausschalten womöglich Spitzen vom Gerät geben, obwohl es doch eigentlich Input-Only ist ? Sorry für meine Paranoia. Der muss jetzt mindestens 5-20 Jahre halten. Grüße André
>Oder ist der Überschwinger wirklich maximal 50 mV groß ? um ehrlich zu sein ich weiß nicht wie groß bzw. wie lange die überschwinger anliegen können. nur denke ich das 50mV reserve doch sehr wenig sind. daher hab ich mich dafür entschieden einen dedizierten 1.2V regler zu nehmen, selbst wenn die dinger tlw. echt schwer zu bekommen sind, da die meisten linearregler (ich verwende diese der einfachheit halber und weil ich nicht so viel drum herum brauche) eben nur bis 1.25V runtergehen. zum thema scart kann ich leider nichts sagen da ich mich bisher mit vga zufriedengegeben habe :-) >Der muss jetzt mindestens 5-20 Jahre halten. das wird er wohl auch. drück dir die daumen :-). meine selbstgelöteteten fpga board leben nun auch schon seit ca 2 jahren ohne ausfälle oder explodierte bauteile ;-P
Moin, mal eine durchaus ernstgemeinte Frage: Gibt es heute noch irgendeinen triftigen Grund, 5V Peripherie an einem FPGA zu verwenden? Warum nicht einfach alles auf 3,3V umstellen, das bringt eigentlich nur Vorteile; u.a. weniger Stromaufnahme. Zur Kernspannungsversorgung 1,2V verwende ich gerne Schaltregler-Module, das ist vor allem wesentlich effizienter, als unnötig viel Leistung in Linearreglern zu verheizen. Kleine Module mit 3A Ausgangsstrom wie z.B. dieses http://www.lineagepower.com/BinaryGet.aspx?ID=a59a662f-bb6a-483a-84ac-7ad0b4d7ee36"; gibts für ca. 5,-€ u.a. bei Digikey. Gruß, Thorsten
Sorry, der Link funzt, wenn man das " am Ende wegnimmt... Gruß, Thorsten
>Gibt es heute noch irgendeinen triftigen Grund, 5V Peripherie an einem >FPGA zu verwenden? na ja ... nen triftigen grund vllt nicht, aber ich habe z.b. eine konstellation in der der fpga von einem avr gesteuert wird. da ich den avr gerne mit vmax laufen lassen möchte kann ich da nicht auf 3.3V runtergehen (ok der einwand : benutz doch nen arm ist berechtigt, allerdings wird das erst in einem weiteren schritt passieren, da ich die sw für den avr schon fast komplett fertig habe und ich die toolchain einfach im griff habe). ansonsten lässt sich das bischen peripherie welches mit 5v läuft (z.b. text-displays, oder sonstige interfaces) ja je nach geschwindigkeit und anforderung über ein r-netzwerk oder eben besser pegelwandler anbinden. die module sehen ja recht schick aus :-) vllt verbau ich die bei mir auch mal. schaltregler sind schon ne schicke sache, aber linearregler setze ich gerne der einfachheit halber ein, und da ich auch keine nennenswerten ströme brauche (mein verbrauchsrekord für fpga+ram+codec+avr+interfaces+ui liegt bei nicht mal 500mA, im schnitt hab ich zw. 200-300mA, und das sollte noch jeder linearregler einigermaßen geregelt bekommen)
@Thorsten S. > mal eine durchaus ernstgemeinte Frage: > Gibt es heute noch irgendeinen triftigen Grund, 5V Peripherie an einem > FPGA zu verwenden? > Warum nicht einfach alles auf 3,3V umstellen, das bringt eigentlich nur > Vorteile; u.a. weniger Stromaufnahme. Wenn alle auf 3,3V umstellen würden, wäre das auch kein Problem. Jedoch gibt es einfach bestehende Protokolle, die damals spezifiziert wurden und nicht mehr geändert werden können. PS/2, USB, I2C, IDE(?), Floppy und normalerweise auch der Parallel Port. Der MAX232, den Ich verwende, benötigt ebenfalls 5V Vcc, um zu arbeiten. Es soll aber wohl Nachbauten geben, die auch mit 3,3 V klar kommen... Genauso gut könnte man anders herum fragen, warum Xilinx die User I/Os nicht spannungsfester baut.... > Zur Kernspannungsversorgung 1,2V verwende ich gerne Schaltregler-Module, > das ist vor allem wesentlich effizienter, als unnötig viel Leistung in > Linearreglern zu verheizen. Kleine Module mit 3A Ausgangsstrom wie z.B. > dieses > http://www.lineagepower.com/BinaryGet.aspx?ID=a59a662f-bb6a-483a-84ac-7ad0b4d7ee36"; > gibts für ca. 5,-€ u.a. bei Digikey. Das wäre mir persönlich schon zu teuer. Der NCP5662DS12R4G für 99 Cent mag zwar nicht den besten Wirkungsgrad haben. So warm wie ein 7805 wird er jedoch nicht und die Handhabung ist einfach. Grüße André
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