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Forum: FPGA, VHDL & Co. Xilinx/Avnet Spartan 3A Evaluation Kit von Trenz Electronic


Autor: Thomas (Gast)
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Hallo,

ich habe abgesehen von meiner Studienzeit noch nie etwas mit FPGAs 
gemacht, würde jetzt aber gerne eines einsetzen um einen relaitv 
schnellen AD Wandler (100MSPS - 250MSPS) an ein SRAM zu löten. Da ich 
nicht gleich alle Anfängerfehler mitnehmen will würde ich gerne ein 
fertiges FPGA Board nehmen und bin auf das "Xilinx/Avnet Spartan 3A 
Evaluation Kit" bei Trenz Electronic gestoßen. Darauf soll ein "Xilinx 
XC3S400A-4FTG256C" sein. Meint ihr das Vorhaben ist damit zu 
realisieren? Mit welche maximalen Taktrate kann man das Teil betrieben? 
Braucht man sonst noch irgendwelche Hard oder Software die nicht 
kostenlos ist um damit etwas zu entwickeln?

Vielen Dank schon mal und Grüße
Thomas

Autor: Ale (Gast)
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I'll answer in English:

The FPGAs have several clock sources, the maximum frequency depends on 
the speed grade and the logic involved. Such high-speed ADCs have 
differential outputs, separated buses, differential clocks and so on, 
and thus require quite precise routing that a simple protoboard will not 
provide. A normal 2x20 connector may also not be adecuated. If that 
board with a proper add-on board with the ADC will work, probably only 
testing will tell. If this is your first project and you do not have 
experience with high frequency PCB making, it may not be the best idea.

(A Wittig/Welec Digital oscilloscope (quite cheap in eb*y) provides a 
cyclone II FPGA, 250 MSps ADCs and support circutry, for the price quite 
convenient, they even come with a color TFT!. The software is well, 
so-so, but as a starting point you can learn quite a bit. There are a 
number of photos of the board and ADCs in a thread called "Wittig 
Konkurz" in the Markt section, have a look at them to see what it would 
require to drive such ADCs.)

If I were in your position, I'd settle for a low speed design and scale 
it up. It is not only driving the ADC correctly what you need, but also 
processing the data read; at 250 Msps you can have quite a bit to 
process or display or whatever you need to do. Have a look at the 
Spartan-3 datasheet and also to some high-speed ADCs like the ones 
National or Analog Devices have.

For instance this 250 MSps ADC:

http://www.analog.com/static/imported-files/data_s...

The datasheet gives a reference PCB from where you can get some useful 
tips.

Have fun

Ale

Autor: Sebastian B. (sfreak) Benutzerseite
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Hi,

wie Ale schon schrieb ist nicht ganz einfach >100Msamples auf eine 
Platine zu bekommen. Fuer die Digitalgeschichten gibt's meitens recht 
praezise Beispiele vom Hersteller, aber die Analog-Seite ist nochmal ne 
ganz andere Geschichte. Aber da kann ich nicht wirklich was 
qualifiziertes dazu sagen weil ich das selber auch noch nicht gemacht 
habe. Falls du es angehst lass auf jeden Fall mal hoeren was dabei 
herauskommt! :-)

Aber ganz abgesehen davon: Das Avnet Board hat keinen Speicher ausser 
dem FPGA-internen Blockram (einige kB). Um RAM und parallelen AD-Wandler 
anzuschliessen sind wiederum nicht genug Pins herausgefuehrt (von Signal 
Integrity-Problemen mal ganz abgesehen). Da wirst du mit einem Board das 
Speicher und ggf. einen fuer hochfrequente Signale geeigneten 
Steckverbinder mitbringt sicher besser beraten sein.

Schau dir mal die Evaluationskits von Digilent an: 
http://www.digilentinc.com/

Das NEXSYS-2 oder das Spartan-3E Sarter Kit sollten sich fuer deine 
Zwecke eignen, allerdings ist auf beiden Speicher verbaut der nicht ganz 
trivial anzusteuern ist (PSDRAM bzw. DDR SDRAM). Beide haben einen 
(teuren) Steckverbinder der ca. 40 Signalpins (so aus dem Gedaechtnis) 
und jede Menge Massepins herausfuehrt. Das die die Signale auf gleiche 
Laenge/Impedanz geroutet sind nehme ich mal nicht an, aber es ist auf 
jeden Fall um Welten besser als die Pinleiste auf dem Avnet-Board.

Ich wuerde aber auf jeden Fall erstmal mit ein Paar einfachen Projekten 
anfangen. Wenn du Signalverarbeitung machen willst kannst du die selben 
Algorithmen auch erstmal auf 1Msample anwenden... dafuer ist z.B. auf 
dem S3E SK schon ein AD-Wandler vorhanden. Was schnelleres kannst du 
dann spaeter immer noch dranstecken.

Sebastian

Autor: Thomas (Gast)
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Danke euch beiden!

@ Ale
Thank you for your opinion, I think you are almost everywhere right. Of 
course I would start with a system operating at a lower speed and than 
try to get it to its speed limit. But anyway I think it is the best way 
to try to design a system which is capable of the fastest operation 
speed as possible. So it will probably not work at 200 MHz but maybe at 
50. If I will design it for 10MHz it certainly won't.
Unfortunately I couldn't find the "Wittig Konkurz" Thread you mentioned? 
Is it deleted?

@Sebastian
Richtig, analog ist das auch nicht ganz trivial zu machen aber erstmal 
wollte ich mich um das auslesen der Daten und speichern im Ram kümmern. 
Die Sache mit den Pins ist ein guter Hinweis, zumindest für die ADCs mit 
LVDS Ausgängen brauch man deutlich mehr als auf dem Board vorhanden 
sind. Das NEXSYS-2 Board gefällt mir auch gut, werde mir wohl mal eins 
kommen lassen, taugt ja auch zum rumspielen mit den Sachen die es an 
Bord hat. Das Problem ist dass ich die Signalform eines 1MHz-10MHz 
Signals aufzeichnen muss, da kann man mit 1MSPS natürlich keine große 
Aussage machen.

Autor: Mike (Gast)
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Zum Wegspeichern der Daten bei 250MS braucht man auf jeden Fall mehr als 
8 Bit Datenbreite. 40 I/Os werden da ziemlich schnell knapp. Ein Teil 
dieser I/Os ist auch noch an anderer Hardware angeschlossen, das 
verbessert die Signalqualität vermutlich auch nicht...

Das Nexys sieht noch am geeignetsten aus. Hat mehr I/Os als das Spartan 
3E und den Speicher dort kann man auch erstmal wie einfachen (langsamen) 
SRAM ansprechen. Von DDR SDRAM wie auf dem Spartan 3E würde ich als 
Anfänger die Finger lassen. Das klassische Spartan 3 Board von Digilent 
wäre vielleicht auch eine Überlegung wert. Dort ist schon mal schneller 
SRAM drauf der gut zu deinem Projekt passt.

Falls du nicht unbedingt auf Xilinx fixiert bist, dann kannst du ja auch 
mal einen Blick auf die Altera Boards werfen. Das DE1 hat auch SRAM und 
ist gut erweiterbar.

Autor: Mike (Gast)
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Der Wittig Thread ist das hier:

Beitrag "Wittig konkurs"

Autor: Sebastian B. (sfreak) Benutzerseite
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Mike wrote:
> Der Wittig Thread ist das hier:
>
> Beitrag "Wittig konkurs"

Und da geht es um diese Oszilloskope: 
http://shop.ebay.de/merchant/tek4you_eu_W0QQ_nkwZQ...

Die taugen wohl nichts, vor allem wegen der Firmware. Ein Paar Bastler 
versuchen daher neue Software zu entwickeln. Ein Paar Infos gibts hier: 
http://groups.google.de/group/welec-dso
Als FPGA-Spielwiese sollte sich das Teil auch eignen wenn man eins 
guenstig bekommt... mir ist es im Moment dafuer aber zu teuer da ich 
schon in ein Digilent Board investiert habe.

Drin steckt ein Altera Cyclone II, 4 Stk. 250Msps  AD-Wandler je Kanal 
und ein 640x480 Farb-TFT.

Sebastian

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