FC2カウンター FPGAの部屋 2009年09月08日
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FPGAやCPLDの話題やFPGA用のツールの話題などです。 マニアックです。 日記も書きます。

FPGAの部屋

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KiCADでSpartan3ボードを試作2

KiCADでSpartan3ボードを試作1”の続き。
大体回路図を書くことができた。(下の図)
KiCAD_36_090908.png

現在はDRCをかけている。DRCはデザインのルールをチェックする機能で、おかしい接続をチェックしてくれる。例えば入力同士がつながっていて、同じネットに出力がないとかいうときにエラーを出してくれる。(ただし部品の番号をふるアノテーションを行ってから) KiCADの回路図エディタ(eeschema) のDRCをしてみよう。Schematic Electric Rules Checkアイコンをクリックする。
KiCAD_37_090908.png

下の図のEEschema Ercダイアログが出てくる。もうすでにDRCを行っているので、エラーが2と出ているが、再度行うときはDel Markersボタンをクリックしてマーカーを消して、Test Ercボタンを押してエラーチェックする。Erc File Report: のWrite erc report にチェックを入れると、エラーリポートをファイルに書いてくれる。
KiCAD_38_090908.png

DRCエラーの場所には、下の図のようなマーカーが出る。
KiCAD_39_090908.png

エラーログを下に示す。

ERC: Warning Pin power_in not driven (Net 41) (X= 3.300 inches, Y= 4.250 inches


何回つなぎなおしてもだめなのだ。おかしい?
+3.3Vの電源のところなのだが、もしかして3端子レギュレータがおかしいのかとlibeditで、LT1585-3.3CMを見てみた。これは、KiCADに入っていたregulライブラリ内のLT1585CMをコピーして、ADJピンをGNDに修正したものだ。2番ピンのOUTを右クリックメニューからEdit Pinを選んでピンのプロパティを見てみることにした。
KiCAD_40_090908.png

ピンのプロパティを見ると電源出力のはずなのにInputになっていた。これをPower Outに変更した。
KiCAD_41_090908.png

GNDもPower Inに変更した。これでセーブして、回路図エディタでもう一度DRCチェックをした。そうするとエラーが1つ減って、後1つになった。
KiCAD_42_090908.png

結構こういうのが隠れているんじゃないか?と思う。
そういえば、パスコンと電源コンポーネントを使うのを忘れていたので追加した。(下図参照)
KiCAD_43_090908.png

Netlist GenerationアイコンをクリックしてNetlistを出力して、Run Cvpcbアイコンを起動してmodule(footprint) を選択した。(回路図シンボルとフットプリントとの対応が良くわからないので、いいかげんです。コンデンサと抵抗はSM0603というのを選択しましたが、これは大きさからするとミリではなくインチ(mil)みたいです。)
KiCAD_44_090908.png

このネットリストをSave Netlist and Footprints List filesアイコンをクリックして、セーブする。
PCBnewを開いて、部品を配置した。だいぶ飽きてきたので、申し訳ないが、いい加減。パスコンも抵抗も拡大しないと見分けがつかないので、いい加減に置いてしまった。
KiCAD_45_090908.png

本当はパスコンはFPGAの裏に実装が良いと思うのだが、うらに置く方法がわからない。Copper面を選択しながら部品を配置すればいいのかな?基板は4層にしたのだが、中の1層はGND、内層のもう1層は電源、2.5V, 3.3V, 1.2Vを分けて島を作る必要があるのだが、とりあえず面倒なので、そうしなかった。やればできると思う。
これで配線幅と間隔を0.125mmに設定した。(いい加減です)
KiCAD_46_090908.png

FreeRouterに渡してオートルートさせたが、フィットしないのでルールを変更した。
KiCAD_47_090908.png

これでFreeRouterに渡してオートルートさせたら1時間ほどでフィットした。(下図)
KiCAD_48_090908.png


基板を作る上での問題点は

1.日本の抵抗のサイズ、1608, 1005などがないのでフットプリントを作成する必要がある。いろんな部品のフットプリントも。
2.フットプリントがどれがどれに対応するのか?良くわからない。回路図シンボルとフットプリントが別だから。この辺を整備する必要があるのではないか?
3.今回はやらなかったが、部品をCopper面に配置できるのだろうか?
4.最初に内層のGNDベタや電源ベタを作ると配線が見にくくなると思うが、その層だけを見る方法があるのか?
5.電源、GNDラインだけ配線幅を変えてオートルート出来るのか?これはFreeRouterでネットをクラス分けで切るので、これでやればできることと思う。


両面基板で、部品面だけに部品が載るのだったら基板を作れる気がしてきた。
しかし、基板を作るのは面倒だ。根気が続かない。フットプリント、パスコンの位置、抵抗の位置、考えることが多い。片手間で基板は作れませんね。。。基板を作って配布している方を尊敬しました。どうしても作りたいものがないので、作りませんが、作りたいものができたら本腰で作ってみたいと思います。
とりあえずKiCADの使い方は課題が残っているがこれまでとする。フリーのPCBCADとしては、本当にいいソフトだと思う。誰かやり方のページを書いてください。(他力本願)

(追記)
4.は解決方法が見つかった。PCBnewの左のアイコンの下から2番目、Normal Constant Mode Display アイコンをクリックすると、下のように指定された層(Component層)の配線だけを表示して、他の層の配線を薄く表示できる。これで各層の配線がわかりやすくなりそうだ。
KiCAD_49_090908.png

上の図と見比べてほしい。断然、その層の配線が見やすくなった。もう少しまともな基板にしてみようかな?

ご希望の方がいらっしゃれば、このSpartan3基板のKiCADのファイルを公開します。
  1. 2009年09月08日 06:37 |
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