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Forum: FPGA, VHDL & Co. Gemeinschaftsprojekt FPGA-Miniboard


Autor: Zachso (Gast)
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Hallo!

ich hatte heute mal ein wenig Zeit zu suchen und habe mir ein paar 
FPGA-Boards angeschaut. Leider sind die alle wirklich ganz schön teuer. 
Abgesehen vom Preis gefiel mir aber diese Modell sehr gut:

http://shop.trenz-electronic.de/catalog/product_in...

Das fand ich echt gut, so schön flexibel :) man hat keine unnötige 
hardware und kann sein eigenes Steckbrett/ seine eigenen evalboards 
benutzen (evtl. wäre natürlich noch nen adpter dazwischen anzuraten). So 
Kauft man z.B. nicht 2 Displays wenn man eh schon eins rumzuliegen hat 
usw... :)

also, worauf ich eigentlich hinaus wollte: ist jemand daran interessiert 
solch ein Board gemeinsam zu entwerfen? Ich bin totaler FPGA-Anfänger, 
aber lesen kann ich und Datenblätter habe ich auch.

Eckdaten sollten sein, denke ich zumindest, JTAG, nen "schöner" Flash, 
Spartan3-400 und ein wenig RAM, ich weiß nur leider nicht wie viel 
empfehlenswert ist- Hauptsache ist eh dass die teile gut beschaffbar 
sind.

würd mich freuen wenn sich jemand meldet.

mfg, zachso

Autor: Gast (Gast)
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Such mal hier im Forum, solche Projektanfragen gab es schon einige und 
die wurden meines wissen bis jetzt alle wieder verworfen, weil die 
Fertigboards vom Preis her meistens unschlagbar sind.

Autor: Zachso (Gast)
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ich hab schon gesucht un auch bissl was gefunden, sah aber ehr wie 
inaktivität aus als eine Frage des Preises. Gut so billig ist der FPGA 
nicht, aber selbst wenn man den bei Reichelt kauft fehlen immernoch rund 
70€ die man verbraten kann bis man bei dem Preis ist den Trenz haben 
möchte (gut, die Preise da sind auch ne Frechheit).

Also wenn ich mal schaue, und die Platine mit 10€ rechne (gehe mal davon 
aus dass man schon 6-8 Interessenten finden würde), Der FPGA 22€, 
RAM+Flash nochmal 10€- oder so ähnlich (hab wirklich nicht so den 
Überblick), Quarz und restliche Kleinteile nochmal 15 € dann bin ich bei 
57€- brutto. Dann muss man zwar noch selber löten, aber das wäre 
zumindest mir die Ersparnis wert, bin ja nur ein armer Student :)
aber vielleicht wärst du ja eventuell interessiert?


ciao, zachso

Autor: Jörg (Gast)
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Beim Trenz-Board musst du noch den JTAG-Adapter dazukaufen (u.U. eine
teure USB-Version), dann konnst du auf 100-250 Euro.
Interessanter ist da schon folgendes Board:

http://shop.trenz-electronic.de/catalog/product_in...

wurde aber hier im Forum schon vorgestellt und beurteilt.

Gruss
Jörg

Autor: Zachso (Gast)
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Ja das Board hab ich mir auch schon angeguckt, wollte ja eigentlich das 
Evalboard mit Virtex5FXT, aber die Leute bei Trenz meinten sie müssten 
den Preis verdoppeln.
So, aber zurück zum Thema: meine Idee war es sowas wie eine BasicStamp 
zu entwerfen, nur halt mit nem FPGA, halt zum einfachen Einstieg und zur 
Einfachen Einbindung in eigene Projekte. Auch Das Große Board Hilft mir 
da nicht wirklich, denn da sind auch wieder teile drauf die zwar so 
erstmal recht gut sind, aber die man meistens einfach nicht braucht.
Für Alternativen bin ich natürlich offen, nur leider habe ich noch keien 
wirkliche gefunden (außer natürlich der teure Stick von Trenz).

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Abgesehen vom Preis gefiel mir aber diese Modell sehr gut

Wenn nur ums Geld geht, vergiss es. Dann lieber ein paar Stunden 
Zeitungen austragen.

Wenns um den Lernerfolg geht: Ja, ist aber viel Arbeit, und wird 
deutlich teuer als fertige Boards.

Allein die 4- oder 6-lagige Platine -- locker 100 Euro bei kleinen 
Stückzahlen. 0.5mm pitch Löten, auch kein Vergnügen. Oder BGA?

Ich mach auch gerade eine Platine mit einem FPGA und einigen anderen 
Teilen, aber aus anderen Gründen.

Autor: Zachso (Gast)
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der Lerneffekt ist natürlich auch nicht zu unetrschätzen. und wegen der 
Platine bin ich ja hier, ich suche Leute die interesse haben mitzumcahen 
und dann auch eine haben möchten :) ich hoffe jedoch mit 2 Lagen 
auszukommen. Ja ich weiß, ist Schwierig mit den S3, aber die c't hat ja 
gezeigt dass es geht. Und da als Controller der XC3S400 in TQFP-144 
geplant ist (zumindest von mir :D) denke ich ist auch das mit dem Löten 
nicht das riesige problem (hat ja schon oft genug geklappt).
Wie gesagt, es kommt ja gerade darauf an dass NICHT viel drauf ist, 
sondern eine schöne, schmale kleine Platine sozusagen also 
Controllermodul für eigene Schaltungen.

mfg, zachso

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>und dann auch eine haben möchten :)

Die Leute hier im Forum wollen eine Garantie, dass es auch funktioniert, 
auch wenn sie vorher nur Dachrinnen gelötet haben! Und 
Komponenten-Preise weit unter Digikey, Porto max. 1,30 Euro.

Kleiner Scherz, aber nicht ganz falsch.

2-lagig: Haben auch hier im Forum Leute gemacht. Das ist dann aber eher 
ein spezielles Board, wo nur wenige Pins belegt sind. Für schnelle, 
saubere Signale braucht man mindestens vier Lagen. Bei Spartan 3E PQ208 
habe ich schon mit vier Lagen ganz schön zu kämpfen. Braucht übrigens 
drei Spannungen, 1.2 und 2.5 und 3.3V. Na gut, die Spartan3A oder Altera 
kommen wohl mit nur 2 Spannungen aus...

Ich glaube

http://www.knjn.com/

haben recht preiswerte, kleine Module.

Autor: Zachso (Gast)
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Sorry, aber da finde ich zumindest keien künstigen module- leider.

Aber reden wir mal über die layer- warum braucht man denn so viele? und 
gibts da irgendwelche Regeln? und wo kann man sowas nachlesen? Habe bis 
jetzt nur mit dsPIC und PIC18 gearbeitet, da ging alles einlagig.

thx, Zachso

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>wo kann man sowas nachlesen?

Einen zentralen Ort kann ich Dir nicht nennen. Vieles findet man im 
Internet oder Büchern.

4 lagig ist für FPGA wenig, viele Boards haben weit mehr.

Einige Gründe: Viele Pins, auch BGA. Schnelle Signalanstiegszeiten. EMV. 
Signalführung, definierte Impedanz, evtl. Terminierung. 
Wellenwiderstand, Signale sollten für möglichst kleine Induktivität 
über- bzw. zwischen Masseflächen geführt werden. Strip-Line...

Autor: SiO2 (Gast)
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http://www-user.rhrk.uni-kl.de/~alles/fpga/
einfach mal nach euterpe suchen, da weis man was eigenbau kosten kann.

Autor: Nephilim (Gast)
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also son board selber baun ist sicherlich eine interessante 
angelegenheit. habe selber schonmal ein 4-lagen design für ein spartan 
3E gemacht. das klingt am anfang vielleicht trivial da sonne platine zu 
machen, aber wenn man ein wenig ins detail geht wirds problematischer. 
also nen FPGA mit 144 pins find ich ziemlich klein. ich mein da sind 
noch haufen spannungs- und massepins die weg gehen. also ich hatte 
damals nen PQ208 benutzt und war mit den freien pins schon ziemlich an 
der grenze.
was aber zusätzlich zu dem kleinkram wie flash und quarz noch hinzukommt 
is aber das netzteil. du brauchst halt je nach verwendeten fpga, 2-3 
verscheidene spannungen. normal generiert man sich die aus einer 5V oder 
12V grundspannung. aber son Schaltnetzteil aufzubaun ist auch nicht 
gerade einfach. die spannungen müssen stabil sein, es muss ein 
mindestmaß an strom gelifert werden können und is darf nur einen relativ 
geringen ripple haben, da sonst auch die singale diesen ripple bekommen 
und diese schnell verfälscht werden können. unter 4-lagen würd ich 
übrigens nicht wirklich anfangen, da man so eine lage als masselage 
verwenden kann und eine für die spannungsversorgung. dann hat man 
immernoch 2 lagen für die verdrahtung der einzelnen komponenten. und da 
man ja für ein eval-board so viele pins wie möglich verdrahtet und an 
irgendwelche connectoren anschließt wird es schon ziemlich voll. man 
darf halt die ganzen koppelkondesatoren und die kleinen blockwiderstände 
für die signalleitungen nich ergessen.
also ich hab damals, so mit schaltplan entwickeln, footprints bauen und 
layout zeichnen rund 3 monate gebraucht, und zwar als reguläre arbeit 
und nicht mal so als hobby nebenbei.
ich glaub, wenn man realisitisch ist, kommt man an einem fertigen eval 
board nicht vorbei.

Autor: Mathi (Gast)
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Ich möchte mal in den Raum werfen, dass Lattice mit den XP und XP2 FPGAs 
anbietet die 1. integrierten Flash haben und 2. mit nur einer Spannung 
(3,3V) auskommen. Bei uns in der Firma wurde schon ein kleines 
zweilagiges Entwicklungsboard mit einem solchen FPGA entworfen. 
Vielleicht wäre das eine Alternative. Bedenken sollte man aber das es - 
bisher - keinen frein Programmieradapter gibt :(

Autor: Zachso (Gast)
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Xilinx bevorzuge zumindest ich weil sie eine Kostenlose und vor allem 
für Linux verfügbare IDE anbieten, und es gibt Schaltpläne für einen 
Programmieradapter, was ich sehr hilfreich finde.

So, gut, also wenn sich noch jemand findet der mitmachen möchte kann man 
sich gerne hier melden, ich werde jetzt erstmal einen Schlatplan machen 
in Anlehnung an das CT-Projekt (Spannungsversorgung etc. kann man da ja 
klauen). aus dem Grund würde mich auch interessieren ob jemandem 
schonmal grobe Schnitzer aufgefallen sind auf dem CT-FPGA-Board?

mfg, zachso

Autor: Olaf (Gast)
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> Ich bin totaler FPGA-Anfänger, aber lesen kann ich und
> Datenblätter habe ich auch.

Dann kauf dir mal lieber ein Board....

Ich hab hier ja vor kurzem ein paar Photos meines Boards gezeigt.
Das ist relativ schlicht und deutlich groesser als die gekauften
Sachen und verwendet noch ein kleinen FPGA der nicht BGA ist.

Es ist aber noch billiger, jedenfalls wenn man bei Digikey mitbestellen
kann, weil man eben mit einem doppelseitigen Board auskommt das jeder 
Anfaenger in der Kueche hinbekommt. <BG>
Alles darueber hinaus hat 4 oder 6 Lagen. Das wird dann wohl eine
teure Angelegenheit wenn man nur 10Boards oder so braucht.

Ausserdem muss es ja nicht so sein das dein Board beim erstenmal
gleich funktioniert. .-)

Olaf

Autor: Stephan (Gast)
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@Olaf,

"Ich hab hier ja vor kurzem ein paar Photos meines Boards gezeigt.
Das ist relativ schlicht und deutlich groesser als die gekauften
Sachen und verwendet noch ein kleinen FPGA der nicht BGA ist."

wo finde ich die ??

Danke

Autor: Xenu (Gast)
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Es wäre keine schlechte Idee, anstatt eines Spartan3 eine Spartan3E zu 
nehmen, da man an den einen gewöhnlichen seriellen SPI-Flash 
anschliessen kann (zur Konfiguration), den man dann auch über die ISE 
programmieren kann.

Bei Spartan3 brauchst Du entweder einen teuren Konfigurationflash oder 
eine "MCU + Flash"-Lösung wie in der c't. Das braucht mehr Platz und ein 
zusätzliches Programm um den Flash zu programmieren.

Autor: Bernd G. (Gast)
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> Aber reden wir mal über die layer- warum braucht man denn so viele? und
> gibts da irgendwelche Regeln? und wo kann man sowas nachlesen? Habe bis
> jetzt nur mit dsPIC und PIC18 gearbeitet, da ging alles einlagig.

Xilinx: Device Package User Guide UG112 und XAPP 489; bezüglich 
richtiger Abblockung ist im Virtex 4 FPGA Handbook, Kapitel 15 was 
Feines zu finden.

@ Zachso: Wenn du das gelesen hast, wird dir der Kauf einer fertigen 
Platte leicht fallen.

Autor: Xenu (Gast)
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Man kann durchaus ein funktionierendes Zweilagen-Board machen.
Der FPGA-Amiga funktioniert jedenfalls: 
http://home.hetnet.nl/~weeren001/

Bei Highspeed-Sachen wird's natürlich problematischer.

Autor: Xenu (Gast)
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Nachtrag, hier ist der direkte Link zum vorher erwähnten Board:
http://home.hetnet.nl/~weeren001/files/minimig_rev1.jpg

Autor: Olaf (Gast)
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> wo finde ich die ??

Hier:

http://www.criseis.ruhr.de/sany0465.jpg
http://www.criseis.ruhr.de/sany0466.jpg

> Es wäre keine schlechte Idee, anstatt eines Spartan3 eine
> Spartan3E zu nehmen, da man an den einen gewöhnlichen
> seriellen SPI-Flash

Wenn man sie bekommen kann (digikey) dann wuerde ich ruhig ein 
Plattformflash nehmen. So teuer sind die Teile ja garnicht.

> Bei Highspeed-Sachen wird's natürlich problematischer.

Warum? Die Schaltgeschwindigkeit der Flanken im FPGA sollte immer gleich 
sein. Ich koennte mir hochstens vorstellen das die Bedeutung der 
Masseflaeche mit der Menge der genutzten Logik des FPGAs steigt.

Olaf

Autor: Christian R. (supachris)
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Spartan 3 AN nehmen, der hat den Flash eingebaut.

Autor: Mike (Gast)
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@Olaf:
>> Bei Highspeed-Sachen wird's natürlich problematischer.

>Warum? Die Schaltgeschwindigkeit der Flanken im FPGA sollte immer gleich
>sein. Ich koennte mir hochstens vorstellen das die Bedeutung der
>Masseflaeche mit der Menge der genutzten Logik des FPGAs steigt.

Hier mal ein paar Hinweise mit was man so alles rechnen muss:

http://en.wikipedia.org/wiki/Ground_bounce
http://de.wikipedia.org/wiki/Latchup
http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberschwingen

Gerade Überschwingen/Overshoot führt bei externer Highspeed-Elektronik 
zu allen möglichen Problemen. U.a. wird dann auch schon mal die 
zulässige Eingangspannung über- bzw. unterschritten. Moderne Typen in 
kleinen Strukturgrößen mögen das überhaupt nicht...

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

Die "abgesetzten" Abblockkondensatoren sind eher suboptimal. Die sind 
bei Profiboards nicht ganz grundlos immer unter dem FPGA.

Autor: mr.chip (Gast)
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> Dann muss man zwar noch selber löten, aber das wäre
> zumindest mir die Ersparnis wert, bin ja nur ein armer Student :)
> aber vielleicht wärst du ja eventuell interessiert?

Finanziell lohnt sich das unter dem Strich nie - denke nur mal an die 
unglaubliche Menge an Arbeitsstunden für das Board. Na gut, die kann man 
allenfalls auch als normale Bastelstunden verbuchen. Aber dann rechne 
noch damit, dass du Fehler machen wirst. Vielleicht die ganze Geschichte 
zwei-, dreimal aufbauen musst. Es lohnt sich einfach nicht, sowas selbst 
zu machen, jedenfalls nicht dann, wenn man sparen will.

Das Nexys 2 von Digilent gibts aus den USA für 99 Dollar (und nochmals 
so hohe Versand- und Zollgebühren, leider) - aber allzulange muss man 
dafür nicht servieren, Pizzas liefern oder Zeitungen austragen gehen :-)

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Es lohnt sich einfach nicht, sowas selbst
> zu machen, jedenfalls nicht dann, wenn man sparen will.
Is so. Aber Zachso wird es trotzdem anfangen.....

@Zachso
> Also wenn ich die Platine mit 10€ rechne (gehe mal davon
> aus dass man schon 6-8 Interessenten finden würde), Der FPGA 22€,
> RAM+Flash nochmal 10€- oder so ähnlich (hab wirklich nicht so den
> Überblick), Quarz und restliche Kleinteile nochmal 15 € dann bin
> ich bei 57€- brutto.
Na so möchte ich mal ein Projekt angehen. Ich möchte behaupten dass, 
wenn du nur jeweils noch Versandkosten dazu rechnest, deine Zahlen 
wesentlich realistischer werden. Stell die Kosten für ganzen Features 
eines existierenden Eval-Boards (Avnet, Altium...) mal zusammen, und 
rechne aus, was es kosten würde, wenn du selber das Zeug einkaufst   :-o

Der eigentliche Witz ist aber der, dass wenn das Board fertig ist, 
keiner es will. Dem einen fehlt ein USB-Anschluss, der andere will ein 
LVDS-Display anschließen, der dritte bräuchte genau so ein Board, nur 1 
mm kürzer, dem vierten ist die Community nicht groß genug, der fünfte 
hätte gerne das Industrial-Grade FPGA, dem sechsten fehlt ein wenig 
Speicher, usw. usf.

Autor: Christian R. (supachris)
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Sehe ich auch so. Sowas lohnt absolut nicht selber zu machen, wie 
geschrieben, handelt man sich ein haufen Arbeit und Probleme ein. Und 
die Boards von Digilent sind nun wirklich nicht teuer. Wir verwenden auf 
Arbeit allerdings die original Xilinx Boards, sind besser dokumentiert 
und besser ausgestattet. Klar, irgendwas fehlt immer, aber dafür sind´s 
halt Eval-Boards.

Autor: Andi (Gast)
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"meine Idee war es sowas wie eine BasicStamp zu entwerfen, nur halt mit 
nem FPGA"

Schau dir mal die kleinen Pluto Boards von KNJN an:
http://www.knjn.com/ShopBoards_RS232.html

Werden einfach über RS232 prgrammiert. Ich nahm einen FT232R (USB-RS232 
Wandler mit TTL Signalen) und speise das ganze auch gleich vom USB. 
Etwas Selbstbau ist also noch nötig, um was funktionierendes zu 
erhalten.

Gruss Andi

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