Estoy interesado en usar FPGAs en mis proyectos futuros. Deseo comenzar soldando el chip FPGA TQFP en una tabla de ruptura y construyendo un circuito de prueba en una placa de pruebas. Sin embargo, estoy teniendo problemas tratando de encontrar una guía sobre los aspectos básicos de la placa FPGA. ¿Alguien puede recomendar un sitio, un libro que pueda ayudarme a entrar en el diseño de la placa FPGA?
Probablemente, esta no sea una gran idea como una forma de comenzar en comparación con la compra de una placa de desarrollo FPGA.
Los paquetes TQFP son bastante grandes físicamente, por lo que "ocultarán" gran parte del tablero a menos que hagas algo extraño como tener la PCB vertical. Los paquetes BGA más pequeños (y posiblemente QFN?) No serán tan divertidos para soldarlos a mano. Para el caso, los distribuidores solo disponen de una selección bastante limitada de FPGA en TQFP (en lo que concierne a los FPGA, no siga las configuraciones teóricamente posibles en la hoja de datos, un plan basado en aquellos que alguien menciona como en stock y listo enviar)
La mayoría de los FPGA modernos requieren múltiples voltajes de alimentación, al menos si desea una E / S por encima de su voltaje de 1.2 o 1.8v. Esto significa múltiples buses de alimentación para distribuir a múltiples pines de suministro repartidos por todo el chip, todos los cuales necesitan desacoplamiento. Y eso funciona mejor en tablas de 4 capas que en 2, aunque se puede hacer con cierto cuidado.
Pasarás mucho tiempo construyendo, en lugar de aprender sobre los dispositivos antes de intentar crear una instancia física de uno en una pizarra.
Enfrentará los desafíos simultáneos de un circuito no probado y un diseño HDL que aún no se ha demostrado que sea compatible con los detalles de hardware del chip.
En resumen, recomiendo encarecidamente comenzar con un tablero de trabajo para obtener algo de experiencia (y donde inicialmente puede aprovechar proyectos de ejemplo ya escritos para ello) y solo luego hacer un diseño personalizado.
Comencé de la misma manera, grabé mi propia placa simple para un paquete TQFP de 64 pines de Actel (ahora MicroSemi) y fue una excelente manera de aprender las cuerdas, aunque requería un poco de lectura incluso antes de comenzar Para diseñar el tablero. Sin embargo, afortunadamente funcionó la primera vez.
Para el diseño de la placa FPGA, posiblemente el mejor recurso son las notas de aplicación y los diseños de referencia proporcionados por el propio proveedor. Por ejemplo, Xilinx tiene un gran cantidad de material en el diseño de diferentes paquetes y familias. Aquí hay algunos ejemplos:
Spartan-6 FPGA PCB Diseño de PCB y guía de planificación de pines
Guía de diseño de PCB de Virtex-6 FPGA
Guía para el diseñador de PCB FPGA Virtex-4
Lista de verificación de diseño de PCB
Tienes notas específicas del paquete como:
Diseño de PCB de alta velocidad de cuatro y seis capas para el paquete Spartan-3E FT256 BGA
También hay grandes libros como Ingeniería de Compatibilidad Electromagnética de Henry Ott y el antiguo pero excelente Diseño digital de alta velocidad por el Dr. Howard Johnson .
Si está comenzando a trabajar con FPGA, no será fácil. Voy a suponer que ha tenido alguna experiencia con el uso de un HDL. Si no lo haces, realmente te recomiendo que obtengas un kit de evaluación antes de comenzar a hacer tus tableros personalizados. Terasic ofrece algunos excelentes kits de desarrollo de ciclón II a un precio excelente. Si eres estudiante obtendrás aún más descuentos. Echa un vistazo a aquí . Las tablas CYCLONE son las más baratas que le interesarían para aprender. Las tablas stratix son excesivas para la mayoría de las aplicaciones de aficionados.
En términos de soldadura de paquetes TQFP, pueden variar de fácil a difícil según el método que utilice. A continuación hay dos métodos para soldar.
En cuanto al aprendizaje de HDL, bueno, como dije, si recién estás empezando con él, RECOMENDAMOS ENCANTADENTE obtener un kit de desarrollo y sentirme cómodo con HDL.
Una última cosa que olvidé mencionar. Tenga cuidado al hacer el diseño de PCB. Tenga en cuenta las limitaciones de la sala de juntas y asegúrese de configurar correctamente la verificación de las reglas de diseño en el software que utiliza. Personalmente, recomiendo que uses Eagle, ya que es gratis y relativamente fácil de usar. La versión gratuita de Eagle, sin embargo, limita el tamaño de tu tablero.
Espero que esto te ayude con tu proyecto. Siéntase libre de hacer más preguntas si tiene alguna.