FC2カウンター FPGAの部屋 2019年09月13日
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Ultra96-V2 の高速、低速コネクタ用PMOD 拡張基板1

Ultra96-V2 の低速コネクタに接続する PMOD 拡張基板を作ってきたが、PMOD が 2 個だと、CMOS カメラを接続するので、精一杯で、ロボットを動かすPWM を出力するPMOD が確保できなかった。よって、高速コネクタのピンも使用して、最大PMOD 6 個出力できるようにしようと思う。

当初は、低速コネクタのPMOD 拡張基板と高速コネクタの拡張基板を分けようと思っていたのだが、Ultra96-V2 の回路図を見ると高速コネクタに電源の出力がない。回路図を一部を引用する。
Ultra96V2_HL_exp_board_1_190913.png

低速コネクタの方には、+5V と+VCC_PSAUX (1.8V) が出力されているので、高速コネクタと一緒に低速コネクタ用のヘッダを基板に搭載する必要がある。回路図の一部を引用する。
Ultra96V2_HL_exp_board_2_190913.png

やはり +5.0V を電源に使用する必要がある。+5.0V は 6A ということなので、電流容量に不安はないはず。
高速コネクタのFPGA 出力ピンの電圧はほとんど 1.2V ということが分かった。制約ファイル Ultra96_constraints_180318.xdc の一部を引用する。

# ----------------------------------------------------------------------------
# High-speed expansion connector
# ---------------------------------------------------------------------------- 
# Bank 65
set_property PACKAGE_PIN P1   [get_ports {CSI0_C_N                }];  # "P1.CSI0_C_N"
set_property PACKAGE_PIN N2   [get_ports {CSI0_C_P                }];  # "N2.CSI0_C_P"
set_property PACKAGE_PIN N4   [get_ports {CSI0_D0_N               }];  # "N4.CSI0_D0_N"
set_property PACKAGE_PIN N5   [get_ports {CSI0_D0_P               }];  # "N5.CSI0_D0_P"
set_property PACKAGE_PIN M1   [get_ports {CSI0_D1_N               }];  # "M1.CSI0_D1_N"
set_property PACKAGE_PIN M2   [get_ports {CSI0_D1_P               }];  # "M2.CSI0_D1_P"
set_property PACKAGE_PIN M4   [get_ports {CSI0_D2_N               }];  # "M4.CSI0_D2_N"
set_property PACKAGE_PIN M5   [get_ports {CSI0_D2_P               }];  # "M5.CSI0_D2_P"
set_property PACKAGE_PIN L1   [get_ports {CSI0_D3_N               }];  # "L1.CSI0_D3_N"
set_property PACKAGE_PIN L2   [get_ports {CSI0_D3_P               }];  # "L2.CSI0_D3_P"
set_property PACKAGE_PIN T2   [get_ports {CSI1_C_N                }];  # "T2.CSI1_C_N"
set_property PACKAGE_PIN T3   [get_ports {CSI1_C_P                }];  # "T3.CSI1_C_P"
set_property PACKAGE_PIN R3   [get_ports {CSI1_D0_N               }];  # "R3.CSI1_D0_N"
set_property PACKAGE_PIN P3   [get_ports {CSI1_D0_P               }];  # "P3.CSI1_D0_P"
set_property PACKAGE_PIN U1   [get_ports {CSI1_D1_N               }];  # "U1.CSI1_D1_N"
set_property PACKAGE_PIN U2   [get_ports {CSI1_D1_P               }];  # "U2.CSI1_D1_P"
set_property PACKAGE_PIN H5   [get_ports {DSI_CLK_N               }];  # "H5.DSI_CLK_N"
set_property PACKAGE_PIN J5   [get_ports {DSI_CLK_P               }];  # "J5.DSI_CLK_P"
set_property PACKAGE_PIN F1   [get_ports {DSI_D0_N                }];  # "F1.DSI_D0_N"
set_property PACKAGE_PIN G1   [get_ports {DSI_D0_P                }];  # "G1.DSI_D0_P"
set_property PACKAGE_PIN E3   [get_ports {DSI_D1_N                }];  # "E3.DSI_D1_N"
set_property PACKAGE_PIN E4   [get_ports {DSI_D1_P                }];  # "E4.DSI_D1_P"
set_property PACKAGE_PIN D1   [get_ports {DSI_D2_N                }];  # "D1.DSI_D2_N"
set_property PACKAGE_PIN E1   [get_ports {DSI_D2_P                }];  # "E1.DSI_D2_P"
set_property PACKAGE_PIN C3   [get_ports {DSI_D3_N                }];  # "C3.DSI_D3_N"
set_property PACKAGE_PIN D3   [get_ports {DSI_D3_P                }];  # "D3.DSI_D3_P"
set_property PACKAGE_PIN C2   [get_ports {HSIC_DATA               }];  # "C2.HSIC_DATA"
# Bank 66
set_property PACKAGE_PIN A2   [get_ports {HSIC_STR                }];  # "A2.HSIC_STR"
# Bank 26
set_property PACKAGE_PIN E8   [get_ports {CSI0_MCLK               }];  # "E8.CSI0_MCLK"
set_property PACKAGE_PIN D8   [get_ports {CSI1_MCLK               }];  # "D8.CSI1_MCLK"


制約ファイルに書いてあったが、Bank 26 は 1.8V 、Bank 65 は 1.2V だそうだ。

# IO standard for Bank 26 Vcco supply is fixed at 1.8V
# IO standard for Bank 65 Vcco supply is fixed at 1.2V


となると 1.2V 電源を用意する必要があるが、1.8V だと秋月電子のシリーズ・レギュレータに対応品があるが、1.2V だとない。
そこで、可変電圧レギュレータを使うことにしようと思う。
ムラタ表面実装DC-DCコンバーター OKL-T/3-W5N-C
◆入力電圧:DC2.4V~5.5V(3V/5V兼用)
◆出力電圧:0.6V~3.63V(可変)
◆出力電流:最大3A
なので、良さそうだ。
1.2V 出力のときの抵抗は 2.0 kΩだそうだ。
表面実装品の抵抗は秋月電子では5% 精度なので、これだけはアキシャルでよいか。
小型 金属皮膜抵抗1/4W2kΩ(100本入)
「従来の1/6Wと同サイズの小型1/4W、±1%の金属皮膜抵抗です。」ということなので、小さくて良さそうだ。

(2019/09/17:追記)
1.2V の電源モジュールとして、MOUSER で売っているTRACO Power TSR 1-0512SM も良さそう。
表面実装品、入力電圧: 3 V to 5.5 V、出力電圧 - チャンネル1: 1.2 V 、出力電流 - チャンネル1: 1 A
  1. 2019年09月13日 05:33 |
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