Forum: FPGA, VHDL & Co. kleinster FPGA board


von Antti L. (xilant)


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http://www.eetimes.com/author.asp?section_id=216&doc_id=1327108

DIP8 Atiny compatible: FPGA in BGA-16 Gehäuse

Macht wider bishen spass!

von Sigi (Gast)


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In letzter Zeit habe ich schon ein paar (Mini-)Boards
mit Lattice ICE gesehen, bei deinem Board fressen die
Pinheader den grössten Teil.

Ist der Chip links vom ICE das EEPROM? Lässt sich die
Platine "zuhause" bestücken?

von Antti L. (xilant)


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auf dem bild ist der EEPROM nicht drauf, nur FPGA und LDO, aber EEPROM 
wird auch dabei sein, und 2te variante "easysolder PCB" wo nur der FPGA 
in BGA gehäuse ist, den kann man pizzaofen löten

von Falk B. (falk)


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@ Antti Lukats (xilant)

>auf dem bild ist der EEPROM nicht drauf, nur FPGA und LDO, aber EEPROM
>wird auch dabei sein, und 2te variante "easysolder PCB" wo nur der FPGA
>in BGA gehäuse ist, den kann man pizzaofen löten

Und was soll das? Warum gibt es das Zeug nicht komplett? Wer will den so 
eine halbfertige Platine, erst recht eine derartig hochintegrierte.

Und allgemen. Naja. Ist schon irgendwie nett und auch recht kompakt, 
aber ein ATtiny85 ist dem FPGA in den allermeisten Anwendungen 
vorzuziehen. Denn der hat alles on chip und sehr leicht nutzbar. Warum 
soll ich im FPGA einen Timer oder UART selber machen? Auser ganz wenigen 
Spezialanwendungen für komplexe Glue Logic sehe ich da wenig Sinn drin.

von Jürgen S. (engineer) Benutzerseite


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Antti L. schrieb:
> Macht wi(e)der bis(c)hen (S)pass!

Für Bastler ok, aber warum diese Bauform? Und was kann der FPGA?

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Antti L. schrieb:
> http://www.eetimes.com/author.asp?section_id=216&doc_id=1327108
>
> DIP8 Atiny compatible: FPGA in BGA-16 Gehäuse
>
> Macht wider bishen spass!

Skeptisch.
Wäre nicht das erstemal das der Hitzetod eines FPGA's die Integration ad 
absurdum führt...

MfG,

von Antti L. (xilant)


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Skeptisch das das winzige Gehäuse 400mA treiben kann, oder was genau 
wolltest du mit dem hitzetod sagen? Ich habe noch nicht getestet ob da 
wirklich 400mA rauskommt, aber ich hatte unglück mit dem ice ultralite 
breakout board, habe den mit dem LEDs zu gesicht gehalten und den TORCH 
LED eingeschaltet.

Sollte man nicht tun..

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Antti L. schrieb:
> Skeptisch das das winzige Gehäuse 400mA treiben kann, oder was genau
> wolltest du mit dem hitzetod sagen?

Nach meiner Erfahrung wird zu leicht vergessen das bei "immer kleiner" 
auch "immer mehr Hotspot" folgt. Beispielsweise bei einer Kamera die 
unbedingt kleiner als die vom Mitbewerber sein musste aber nur überlebte 
wenn man größe
Kühlkörper dranklebte, Typischer Fall von ins Knie geschossen: kleinstes 
Chip-package genohmen um Platinen eng zu stapeln um dann jeden zweiten 
Steckplatz frei lassen weil sonst der Kühlkörper nicht auf den FPGA 
passt.

Und das nicht bei LED-Treibern sondern 10 bit Datenbuss mit (nur) 50 MHz 
getaktet und ein paar LVDS. Ein FPGA wird leichter zur Heizplatte als 
ein Mikrocontroller. Deshalb sind mir auf Winzigkeit optimierte 
General-Purpose FPGA-Boards suspekt. Eine Möglichkeit eine Kühlkörper 
drauf zu pappen oder mit einem Lüfter direkt auf das Gehaäse zu blasen 
sollte es bei Evalboards und Co immer geben. Das seh ich bei dem 
Steckteil kritisch.

MfG,

von Antti L. (xilant)


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jaein :)

Ich habe sehr viele FPGA's auf meinem Tisch, Hauptsächlich Xilinx von 
A35T CSG325 bis zu Z7045, K410T und V330.

wenn ein FPGA vendor sagt, neue Familie ist spart 40% Leistung, dann 
bedeutet es in klartext: Jetzt müssen sie MEHR KÜHLEN.

Spartan-6 LX45, 5V in, mit 4 DCDC Wandler:
* idle 10mA <== gar nicht schlecht!
* Xilinx MIG + DDR aktive > 1W !


Zynq 7045, 40 LVDS ein, 56 LVDS out, 1000 Gbit per lane, + ADC + DAC:
=> 24W geht noch ohne kühlkörper aber luftstrom ist schon notwendig.

ICE:

Mein bekannte hatte mal einen FPGA wo er dachte es geht nicht weil er 
kein stromverbrauch nachweisen konnte.

es war ice65, es war lebendig, hat aber nur wenige microamps verbraucht.

ice ultralite braucht viel mehr strom als ice65, idle strom is satte 35 
microamps

iceultra hat max 1280 F-F, ice ultra in BGA16 hat kein PLL, da ist 
höchstwahrscheinlich das höchste clock in fabric die 48mhz von internen 
oscillator.

wenn man 1000 F-F und 10 Block rams mit 48 mhz taktet, das überlebt das 
kleingehäuse noch!

von nom (Gast)


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Antti L. schrieb:
> http://www.eetimes.com/author.asp?section_id=216&d...
>
> DIP8 Atiny compatible: FPGA in BGA-16 Gehäuse
>
> Macht wider bishen spass!

Finde ich sehr interessant! Hast du noch welche dieser kleinen Platinen 
übrig? Falls ja, ich könnte ein/zwei gebrauchen.

von Antti L. (xilant)


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leider wurden ersten PCBs nur heute bestellt, dauert noch ein paar 
tage..

von Antti L. (xilant)


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eilbestellung wurde bestätigt, hoffentlich sind die PCB auch tauglich 
,auf jeden es kommen PCB panels mit insgesamt 752 PCB das war ein 
"produktions panel".. liefertermin 21 juli

von Antti L. (xilant)


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War gar nicht so schwer den 0.35mm BGA per hand zu Löten!
Geht doch, das board laäuft auch!

von Lars R. (lrs)


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Antti L. schrieb:
> War gar nicht so schwer den 0.35mm BGA per hand zu Löten!
Vielleicht hält der auch ohne Löten ;)

Zitat von der oben verlinkten Seite:
Rush order for REV 1 PCBs placed and confirmed to arrive on 21 july. 
This is not a final PCB design, but we had hard deadline to get the 
boards in the morning of 21st because of some one coming to visit us. 
More infos later.

Was bedeutet das? Auch Varianten mit SPI und sogar MACs?

von Antti L. (xilant)


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ne, auf so kleine fläche kriegt man nicht so viel mehr drauf.

Die erste PCB ist 2 lagig, und nicht für serien SMD optimiert.
Was noch drauf passen könnte ist 2KByte UNIO EEPROM, mehr wirklich 
nicht.

von Lars R. (lrs)


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Den "iCE5LP4K" gibt es im 2x2mm-Gehäuse und der hat SPI sowie "16 x 16 
Multiply & 32 bit Accumulator Blocks".

von Antti L. (xilant)


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mal 6x6 BGA mit 0.35mm routing gemacht? ;) will mal versuchen geht 
eignentlich noch.

von Lars R. (lrs)


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Antti L. schrieb:
> mal 6x6 BGA mit 0.35mm routing gemacht? ;)
Ne. Habe nicht die Zeit und auch nicht die Absatzmöglichkeiten. 
Vielleicht "interessiert" es auch Lattice, ob das was wird. Meiner 
Ansicht nach ist man mit dem iCE5LP4K konkurenzfähig zum Max 10M02.

> will mal versuchen geht eignentlich noch.
Du versuchst auch das auf einer Lage durchzuziehen, oder? :)
Ein paar äußere Pins kann man zwangsweise auf VCC/GND legen, um innere 
Pins damit zu bedienen. Vielleicht ist das aber gar nicht erforderlich. 
Habe das Pinout nicht angeschaut.

von Lars R. (lrs)


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Noch etwas:
Müssen das unbedingt 2.54_Pinheader sein? Falls vorgesehen ist, dass 
sich jeder die Pinheader selbst einlötet, so kann man bei Bedarf mit 
1.27mm jeden zweiten Pin weglassen oder nach oben legen. Dann ist es 
dennoch mit Steckbrett benutzbar, falls nicht die allerdünnsten Pins 
gewählt wurden.
Anderseits passt 1.27mm auch gut an 1.27mm-Kabel, welches einfach in 
2.54mm-Doppelpfostenstecker gepresst werden kann.

von Falk B. (falk)


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@ Antti Lukats (xilant)

>mal 6x6 BGA mit 0.35mm routing gemacht? ;)
> will mal versuchen geht eignentlich noch.

Das LAYOUT ist problemlos erstellbar (Man kann auch 0.1mm BGAs 
layouten), nur die PRODUKTION in Feinstleitertechnik kostet halt etwas 
mehr.
Löten? Prozesskontrolle beim Löten? Nur mit Röntgen?

Irgendwann wird es aber albern, wenn man Chip-Strukturgrößen 1:1 auf die 
Platine bringen will. Da kann man besser gleich alles auf einen IC 
packen und den mit "normalen" Gehäusen oberhalb 0.5mm Pitch auf die 
Platine bringen.

: Bearbeitet durch User
von Lars R. (lrs)


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Falk B. schrieb:
> @ Antti Lukats (xilant)
>
>>mal 6x6 BGA mit 0.35mm routing gemacht? ;)
>> will mal versuchen geht eignentlich noch.
>
> Das LAYOUT ist problemlos erstellbar (Man kann auch 0.1mm BGAs
> layouten), nur die PRODUKTION in Feinstleitertechnik kostet halt etwas
> mehr.

Ich denke, dessen ist sich Antti Lukats bewusst. Die aktuellen PCBs 
haben wohl 50um Strukturgröße (siehe Link aus 1. Post).

Mir gefällt die Idee sehr, beispielsweise zur Realisierung von 
AVR+Hardwarebeschleuniger. Nicht selten ist es eine ganz bestimmte 
"Kleinigkeit", wegen der sich ein AVR dann doch nicht eignet. Ebenfalls 
gefällt mir, dass das Design im Package ist.

Allerdings finde ich, das Konzept sollte sorgfältig durchdacht sein. 
Hierzu zählt für mich, dass der FPGA nicht allein mit UART+SPI schon 
halb voll ist. Und dass man I2C-Speicher mit ein paar Dutzend Kilobit 
drauf macht und nicht 2kB UNIO EEPROM, obwohl der FPGA bereits I2C-IPs 
an Board hat.

: Bearbeitet durch User
von Antti L. (xilant)


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Hallo

Danke fürs mitdenken!

DIPSY ist mit wirklich den Kleinsten FPGA was es gibt ausgerüstet, da 
muss man leider kompromisse machen.

Es sind nur 5 normale IOs, davon sind 4 für SPI und FPGA ram 
konfiguration, beliebt nur 1 überig, da ist dann das UNIO 2 kbyte EEPROM 
drauf, damit die 4 SPI shared pins wirklich frei bleiben.

AVR in DIPSY nimmt 28%, software uart in AVR, ist so 40 words :) da 
bleibt heftig übrig von resourcen!

mann kann sich wirklich einen komplettes SoC mit soft-core + spezial 
funktion bauen, das geht so.

Das erste Blinky test in DIPSY wurde mit AVR Basic Compiler kompiliert 
für den Softcore :)

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