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Forum: FPGA, VHDL & Co. kann Spartan "verbastelt" werden


Autor: icke (Gast)
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Ist ein Spartan3 oder spartan2 fpga eigentlich geeignet, um in 
Bastelprojekten eingesetzt zu werden?

Ich suche gerade bei reichelt, was sie für fpgas im programm haben und 
die Spartans scheinen mir da noch mit am übersichtlichsten zu sein. 
Außerdem basierend auf großer community.

Ja - ich weiß zum Einstieg empfielt sich ein eval-Board. Werde das wohl 
auch so angehen, ABER wenn ich dann in irgendeiner eigenen Hardware, sei 
es mal ein Roboter, kein fpga einsetzen kann, ist das doch leider wenig 
ausbaufähig.

Platinen kann ich 2-lagig herstellen, hobbymäßiges kochen eben. Ist das 
irgendwie halbwegs ausreichend um ein fpga in meine Projekte aufzunehmen 
(und ans Laufen zu bringen), oder ist ein 100 Euro Prototyp zwingend 
nötig? Denke ein sram, ein Konfigurationsspeicher, vielleicht eine 
Busleiste und spi, mehr käme ja gar nicht darauf.

Konkrete Fragen ggf. wenn ich mit dem evaluation board durch bin und 
eine heiße Phase eintritt. Speziell zum Beispiel zum 
Konfigurationsspeicher - sind die von Atmel bei Reichelt in Ordnung?


Oder ist das selbst in Angriff nehmen der Hardware, der Konfiguration 
etc. für Hobbyaner mit so 2 oder 3 Stunden die Woche ganz einfach eine 
Nummer zu groß?.....

Autor: chris (Gast)
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Spartan 3 gibt es um 32 Euro, oder waren es 38 Euro als Evalboard mit
Capsense Tasten drauf.

Autor: Gast (Gast)
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Ich find 2 Lagen gerade nen bissl wenig für so ein Board

Autor: icke (Gast)
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Genau. Das hatte ich gefunden und wollt es zu Beginn verwenden. Nur was 
dann? Wenn ich ein spartan mit minimaler Zusatzhardware nicht mit dem 
Rest verheiraten kann, ist das halt nicht  Ausbaufähig. Ich will ja 
nciht permanent ein übergroßes eval Bord in meine Projekte stecken.

Daher meine Ungewissheit

Autor: Gast (Gast)
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Was mir da jetzt so spontan einfällt wären die Micromodule die u.a. bei 
Trenz im Programm sind. Vielleicht ist da ja was brauchbares für dich 
mit dabei. Wenn nicht, dann musst du dir entweder ein eigenes Board mit 
all deinen Komponenten basteln oder dich mit einem großen EvalBoard 
begnügen.

http://shop.trenz-electronic.de/catalog/default.php?cPath=1

Autor: Manuel (Gast)
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Welches Board ist das für 38€???

Autor: Gast (Gast)
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Autor: icke (Gast)
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Wenn die dil-module etwas mehr i/o pins zur verfügung stellen würden, 
wären die ja im Grunde optimal für so Leute wie mich.

@Gast. 2-lagen zu wenig aus elektrischer Sicht, oder weil man 
vollbeschaltet einfach nicht wegkommt?

Autor: chris (Gast)
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Habe gerade nicht den Link zur Hand, da die Mail des Distributors vor ca 
3 Monaten reinkam, aber ich meinte folgendes Board.

http://www.embeddeddeveloper.com/tools/930/Avnet-E...

http://www.elektor.de/elektronik-news/starter-kit-...

Autor: Olaf (Gast)
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> ABER wenn ich dann in irgendeiner eigenen Hardware, sei
> es mal ein Roboter, kein fpga einsetzen kann, ist das doch
> leider wenig ausbaufähig.

Ja, da wundert mich auch ein wenig. Jede Menge Leute kaufen sich
Demoboards, aber so gut wie nie hat jemand selber etwas auf die Beine
gestellt.

Ich hab mir gerade ein AdapterBoard mit einem 3E gebaut das man
gut selber auf andere Sachen aufstecken kann.

> Platinen kann ich 2-lagig herstellen, hobbymäßiges kochen eben.
> Ist das irgendwie halbwegs ausreichend um ein fpga in meine
> Projekte aufzunehmen

Ja, kein Problem. Schau mal hier:

  http://www.criseis.ruhr.de/sany0465.jpg

Auf der Unterseite sind Plattformflash, Spannungsregler und 
Takterzeugung.

Ich wuerde sogar sagen das man die FPGAs deutlich einfacher integrieren
kann als andere ICs mit dieser Pinanzahl weil du ja die Aus/Eingaenge
fast beliebig umbelegen kann.

> Konfigurationsspeicher - sind die von Atmel bei Reichelt in Ordnung?

Reichelt hat leider kein Xilinx Plattformflash. Der 3E kann wohl
auch anders, aber man muss sich das ja nicht unbedingt antun.

Ausserdem kostet ein XCF01SVOG20C bei Digikey nur 2.18 und ein 
XC3S100E-4VQG100C nur 6.57. Finde ich erstaunlich guenstig fuer das was 
man da bekommt.


> @Gast. 2-lagen zu wenig aus elektrischer Sicht, oder weil man
> vollbeschaltet einfach nicht wegkommt?

Meine Platine ist doppelseitig und selber geaetzt. Kein Problem. Und
wie du siehst habe ich alle Beine rausgefuehrt weil ich das so auf
eine Lochrasterplatine zu Testzwecken aufstecken will. Im endgueltigen 
Project wird man wohl nicht alle Beine brauchen und dann wird es 
natuerlich noch viel einfacher.

Olaf

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Olaf (Gast)

>  http://www.criseis.ruhr.de/sany0465.jpg

;-)
Lustiger QIL Adapter, kann man ja ne Pizza drauf backen.

>Ich wuerde sogar sagen das man die FPGAs deutlich einfacher integrieren

Hüstel was man ja an deiner Platine sieht.

>Reichelt hat leider kein Xilinx Plattformflash. Der 3E kann wohl
>auch anders, aber man muss sich das ja nicht unbedingt antun.

Eben, siehe Low Cost FPGA Konfiguration.

>> @Gast. 2-lagen zu wenig aus elektrischer Sicht, oder weil man
>> vollbeschaltet einfach nicht wegkommt?

Das geht schon.

http://www.mikrocontroller.net/attachment/38151/DM...

>Meine Platine ist doppelseitig und selber geaetzt. Kein Problem. Und
>wie du siehst habe ich alle Beine rausgefuehrt weil ich das so auf

Und wie sieht die UNterseite aus? Zumindest die 100nF 
Abblockkondensatoren müssen NAH am IC sitzen.

MFG
Falk

Autor: Olaf (Gast)
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> Lustiger QIL Adapter, kann man ja ne Pizza drauf backen.

Was soll ich machen, die Groesse wird halt durch den 2.54 Pinabstand der 
Anschlussleisten vorgegeben und ich wollte es halt so machen das es auf 
einer ganz normalen Lochrasterplatine aufgesteckt werden kann.

Man haette es vielleicht auch nur 1/4 so gross machen koennen wenn man 
doppelreihige Leisten genommen haette. Aber ich fand das so besser. Auf 
der unterseite ist ja jede Menge Platz.

> Hüstel was man ja an deiner Platine sieht.

Die fuehrt halt alles raus. Ich glaub nicht das ich jemals 100Pinne 
brauche, so das man spaeter eine ganze Menge weglassen kann.

> Und wie sieht die UNterseite aus?

Ganz einfach:

http://www.criseis.ruhr.de/sany0466.jpg

Der Oszillator ist nur provisorisch weil ich vergessen habe einen in
SMD mitzubestellen. In der Mitte habe ich etwas Kupferfolie aufgeloetet 
weil ich da mit einen Leitung durch musste und mir eine durchgehende 
Masseflaeche wichtig erschien .-)

> Zumindest die 100nF Abblockkondensatoren müssen NAH am IC sitzen.

Putz deine Brille. Die sind in 0603 auf der Oberseite drauf. Ich hab mir 
mal ein kleines Testprogramm geschrieben das 16 Ausgaenge umschaltet und 
konnte an den Spannungen nichts feststellen. Sieht sehr sauber aus.

Aber es ist schon erstaunlich wie schnell die sind. Ich hab mir mal 
einen Flankenwechsel mit meinem Tek465 bei maximaler Zeitbasis 
angeschaut. Das Signal geht immer noch einfach von oben nach unten 
durchs Bild.

Eine Frage die noch offen ist, ist der Leistungsbedarf. Vor dem 
aufloeten des FGPAs hab ich die Spannungsregler bestueckt und jeweils 
mit 400mA belastet. War kein Problem.
Allerdings frage ich mich was so ein FPGA wohl maximal ziehen kann. Ich 
hab gesehen das Xilinx da nur ein Excelprogramm hat um das zu berechnen, 
aber ich hab kein Excel. Man muesste sich wohl mal was programmieren das 
so ein Dingen ganz auslastet und ordentlich Register umschaltet um das 
auszuprobieren. Anderseits muss man ja nicht gleich alle seine Designs 
mit 270Mhz fahren. In meinen Tests habe ich den externen Quartz mit 
einem DCM erstmal auf 80Mhz verdoppelt. Das sollte fuer den Anfang auch 
reichen.

Olaf

Autor: icke (Gast)
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@Olaf danke für die Links macht Mut und wenn der nächste Urlaub ansteht 
werde ich intensiver angreifen.
@Falk. Ich find da nix zu hüsteln. Habe doch extra von verbasteln 
geredet. Da reichts ja i.d.R. wenn das Teil funktioniert und das viell 
nicht mal im Grenzbereich. Mit kommerziellen Ergebnissen wird man sich 
nicht vergleichen können - das ist mir schon klar.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Olaf (Gast)

>Putz deine Brille. Die sind in 0603 auf der Oberseite drauf. Ich hab mir

Oh, jetz seh ich sie auch. ;-) Hielt ich erst für Lötkleckse.

>mal ein kleines Testprogramm geschrieben das 16 Ausgaenge umschaltet und
>konnte an den Spannungen nichts feststellen. Sieht sehr sauber aus.

Naja, sowas zu messen ist alles andere als trivial. Da braucht es einen 
SCHNELLEN OSZI (300MHz++) und KnowHow!

>Aber es ist schon erstaunlich wie schnell die sind. Ich hab mir mal
>einen Flankenwechsel mit meinem Tek465 bei maximaler Zeitbasis

Wieviel Bandbreite hat das?

>Allerdings frage ich mich was so ein FPGA wohl maximal ziehen kann. Ich

Kann man leicht testen.

http://www.geocities.com/Jacquesmartini/digital/pl...

MFG
Falk

Autor: Olaf (Gast)
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> Oh, jetz seh ich sie auch. ;-) Hielt ich erst für Lötkleckse.

Klar, aber wir wissen ja das sie eine kleine Bauform haben
muessen, damit sie wirken. .-)

> Wieviel Bandbreite hat das?

Offizielle 100 Tektronix-Mhz. Aber 250MHz hab ich damit schon gesehen 
und getriggert, auch wenn dann natuerlich die Amplitude kleiner wird. 
Aber Amplitude hat so ein FPGA ja reichlich.
Ein Gigaherz kann ich damit natuerlich nicht mehr sehen. Koennte
hoechstens indirekt am Spektrumanalyzer schauen was bis 2Ghz so 
rauskommt.

Hm..ich glaube das werde ich heute abend mal ausprobieren. Mal schauen
was mein Board so an EMV abgibt.

> und KnowHow!

Meinst du damit meine Spezialprobe mit dem 10mm Masseanschluss direkt am
Kopf? :-D

> http://www.geocities.com/Jacquesmartini/digital/pl...

Ja, so in etwa hab ich mir das auch vorgestellt. Hatte nur gedacht ein
Nonsense-Balastungsprogramm irgendwo abgreifen zu koennen, aber jetzt
muss ich mir das wohl mal selber aus den Fingern saugen, seufz.

Olaf

Autor: Olaf (Gast)
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> danke für die Links macht Mut und wenn der nächste Urlaub ansteht
> werde ich intensiver angreifen.

Was willst du eigentlich mit einem FPGA an einem Roboter machen?

Mechanik ist doch so langsam das dafuer eine CPU locker ausreicht.

Olaf

Autor: icke (Gast)
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Ach ich beschäftige mich seit geraumer Zeit mit Bildverarbeitung und 
(theoretischer) Navigation über neuronale Karten und jetzt interessiert 
mich langsam brennend, wie man dererlei auf Hardware angeht und umsetzt, 
statt stationär im pc.

Dafür fertiges Bord. Aber irgendwann soll ja eine eigene Hardware 
entstehen, in die dann auch irgendein fpga einzieht.
So ich nicht an der besagten Realisierung in vhdl scheitere.

Autor: FPGA-Designer (Gast)
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>Was willst du eigentlich mit einem FPGA an einem Roboter machen?
>Mechanik ist doch so langsam das dafuer eine CPU locker ausreicht.

Das ist nicht richtig. In vielen Präzisionsrobotern muss sehr schnell 
die Winkel-und Achsposition gemessen werdne um ihn suaber zu führen. Da 
sind Raten von 5-10kHz keine Seltenheit, um genau genug zu werden, wenn 
es auf 100stel ankommt.

>Ist ein Spartan3 oder spartan2 fpga eigentlich geeignet, um in
>Bastelprojekten eingesetzt zu werden?

Leider nein. Nach einem 2007 erlassenen Gesetz in Dublin herrscht für 
den Spartan A ein ausdrückliches Bastelverbot. Der Grund besteht in der 
vielzahl der IOs, die den Bastler komplett überfordert. Xilinx arbeitet 
aber gerade an einen Spartan 3B (B=Bastel) mit nur 24 Pins im 
DIL-Gehäuse.

Autor: icke (Gast)
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made my day FPGA-Designer, wenigstens mindestens einer hier im Forum mit 
Humorzellen im Kopf.
Obwohl das ja eigentlich schon als eine ganz seriöse Frage gedacht war. 
;-)

Autor: Olaf (Gast)
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> Das ist nicht richtig. In vielen Präzisionsrobotern muss sehr schnell
> die Winkel-und Achsposition gemessen werdne um ihn suaber zu führen. Da
> sind Raten von 5-10kHz keine Seltenheit, um genau genug zu werden, wenn
> es auf 100stel ankommt.

Das weiss ich, steht 1m neben meinem Schreibtisch und wird von einem 
Mega8 gesteuert der mit 35khz abtastet. :-P
Aber du hast natuerlich recht, bei Aufloesung deutlich ueber 1/100 oder
oder Geschwindigkeiten ueber 1m/s wird das kritisch. Es gibt aber auch
spezielle Zaehler extra fuer die Encoder.

Ich konnte mir nur nicht vorstellen das sich einer zuhause einen Roboter 
mit meheren solche Motore baut da ich weiss was das kostet. Daher kam 
meine Frage.

BTW: Ich finde dieses Roboterbasteln echt cool und mir wuerde es ja auch 
Spass machen selber einen fuer zu hause zu haben. Mir ist aber noch 
nicht eingefallen was man damit privat anfangen kann und zum Bier holen 
reicht ein FPGA wohl noch nicht.
Aber immerhin wenn er den FPGA an einer Kamera einsetzt, dann kann er 
vielleicht schonmal Bier von Milch unterscheiden. :-)


Olaf

Autor: Olaf (Gast)
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> Der Grund besteht in der vielzahl der IOs, die den Bastler
> komplett überfordert. Xilinx arbeitet aber gerade an einen
> Spartan 3B (B=Bastel) mit nur 24 Pins im DIL-Gehäuse.

Jaja. :-)

Du musst aber doch zugeben das ein FPGA in einem kleineren Gehaeuse
ganz nett waer. Allerdings ist das wohl technisch nicht machbar
weil das Silizium darin halt so gross ist.

Aber es hindert einem ja keiner einfach jeden zweiten Pin zu ignorieren. 
Es ist nur psychisch so schwer zu verkraften da das Teil dann so 
unterfordert aussieht.

Olaf

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Olaf (Gast)

>Du musst aber doch zugeben das ein FPGA in einem kleineren Gehaeuse
>ganz nett waer.

VQ100 ist gerade mal 16x16mm.

> Allerdings ist das wohl technisch nicht machbar
>weil das Silizium darin halt so gross ist.

Nöö, aber DIL, PLCC & Co werden schlicht zuwenig nachgefragt für sowas.
VQ100 kann heute auch die letzte Chinaklitsch löten.

>Aber es hindert einem ja keiner einfach jeden zweiten Pin zu ignorieren.
>Es ist nur psychisch so schwer zu verkraften da das Teil dann so
>unterfordert aussieht.

;-)
Aber man könnte tatsächlich mal eine Art Mikromodul machen, ähnlich den 
embedded Webservern etc., in DIL40.
Das dann aber professionell und kompakt.

MFG
Falk

Autor: Olaf (Gast)
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> VQ100 ist gerade mal 16x16mm.

Ich dachte auch eher an dieselbe Flaeche mit 2x20Pinnen.

> Aber man könnte tatsächlich mal eine Art Mikromodul machen, ähnlich den
> embedded Webservern etc., in DIL40.

Ich hab drueber nachgedacht. Bekommst du selber aber nicht hin weil
du auch noch ein paar Anschluesse an den Seiten brauchst. Jedenfalls
nicht mit zwei Lagen.
Muss man also machen lassen, oder kaufen. Dann wird es wieder teuer und
der Spassfaktor sinkt weil man sich jedesmal fragt ob man das edle Modul
denn nun fuer diese oder jene Aufgaben wirklich einsetzen muss. Und
dann bist du wieder bei den Demoboards die sich jeder kauft, aber nie
zu fertigen Projekten werden.

> VQ100 kann heute auch die letzte Chinaklitsch löten.

Wenn ich das mit einem alten Siemensbuegeleisen und der Loetlampe
schaffe dann kann man das wohl annehmen. :-)

Olaf

Autor: Uwe Bonnes (Gast)
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Spartan 3 auf Zweilagenboard ist machbar. Ist hier in mehreren Platinen 
im taeglichen Einsatz. Ich achte auf eine moeglichst wenig unterbrochene 
Masseflaeche auf der Unterseite, 0603 Kondensatoren an jedem 
Versorgungspins und ausreichend Vias nach GND. Bei 300 um Vias und 150 
um Lines/Spaces bekommt man auch fast jeden Pin nach draussen. 
Moeglichst alle Ausgaenge auf langsam konfigurieren und keine zu breiten 
Busse schalten.

Autor: Olaf (Gast)
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> Spartan 3 auf Zweilagenboard ist machbar. Ist hier in mehreren Platinen
> im taeglichen Einsatz.

Natuerlich, du brauchst ja nur auf mein Photo in diesem Threat zu 
schauen!

Aber bekommst du das auch auf 2lagen als DIL40 hin? Nur darum ging es 
hier!

Und vergess bitte in deinem Design die beiden Spannungsregler, 
Programmieranschluss und das Flash nicht, sonst macht das wenig Sinn.

Ich hab mir letztens schon ein XL9636 als fast DIL40 gemacht. Aber auch 
da musste ich meine Platine 2.54mm breiter machen als DIL40 
normalerweise hat weil sonst die Pinne zu nah an den Anschluessen waren.


Olaf

Autor: chris (Gast)
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mit 100VTQFP ist das gar kein Problem, und die 66 I/Os reichen auch
bei 40 pins, da ja schon 6 pins automatisch wegfallen, also max
34 Pins uebrig bleiben, ob der Rest ev. fuer cellular ram noch 
verwendbar ist, ist bei 2 layern fraglich, aber durchaus moeglich.

Autor: Olaf (Gast)
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> mit 100VTQFP ist das gar kein Problem, und die 66 I/Os reichen auch

Hast du auch daran gedacht das du unter dem FPGA keine 
Durchkontaktierung machen kannst wenn du die Platine selber zuhause 
machst, weil du da sonst einen Draht einloeten musst und dann der FPGA 
nicht mehr auf der Platine aufliegt?

Olaf

Autor: Berater (Gast)
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Cycpress hat doch so ein schönes Mikromodul im DIL - Ersatz.

Gibt es bei Trenz!

Autor: Olaf (Gast)
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> Gibt es bei Trenz!

Auch das wissen wir hier alle schon. Aber wir reden in diesem
Threath ja vom SELBERMACHEN.

Olaf

Autor: Berater (Gast)
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Dann mach doch einen Spartan 3 auf den DIL-Stecker, aber am besten 
hochkant!

Autor: Olaf (Gast)
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Noe..das ist auch doof. :-)

Ich hab aber schonmal daran gedacht ein kleines FPGA/CPU Board
zu machen das man in einen Simm-Stecker einklicken kann.

Allerdings sind die alten Simms ja nun schon tief in der Geschichte, und 
aktuelle Kontakte mit 168 Pins sind auch wieder ein wenig uebertrieben.


Olaf

Autor: Berater (Gast)
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Solche Dinger sind dann wieder zu kopmliziert - da kann ich auch eins 
kaufen. Wenn schon, dann braucht man einen FPGA auf einem board alleine 
und zwar mit 2.54er Anschlüssen, daß sich jeder was mit Lochraster bauen 
kann. Wenn man erst wieder einen Stecker irgendwo draufmachen muss, ist 
es schon wieder zu viel. Da lohnt der Kauf eines Spartan3A Kits zu 39,- 
und das Dranbauen!

Autor: Peter (Gast)
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> weil du da sonst einen Draht einloeten musst und dann der FPGA
> nicht mehr auf der Platine aufliegt?

das geht schon, aber halt nicht sehr schnell. ein Loch bohren wo genau 
ein dünner Kupferdraht durchpasst, diesen fast bündig abschneiden damit 
er nur wenige 1/10mm übersteht und dann flach klopfen - ein perfekte 
Niete für den Strom.

Autor: Thomas Pototschnig (pototschnig)
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Ja, ein Spartan-III kann verbastelt werden. Mein allererstes FPGA-Board 
war ein Selbstbastelboard mit einem XC2S50, später dann ein XC3S200. 
Alles auf zweiseitig.

Das Einzige was stört ist, dass meine Boards immer so 
applikationsspezifisch waren, dass ich sie fast nicht recyclen konnte 
für irgendwas anderes. Ich werde daher mehr und mehr dazu übergehen 
wiederverwendbare Boards zu verwenden, weil die am Schluss doch billiger 
kommen, als wenn man immer wieder ein applikationsspezifisches Board 
baut.

Mfg
Thomas Pototschnig

Autor: Chris (Gast)
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0603 zero-ohm Wiederstände gehen Besser, um eine Durchkontaktierung 
unter
Bausteinen zu machen, die Vias sind halt größer als die, was man mit 
Spritze und Nadel durchstecken kann.

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