Category Archives: Betkas

Cikloniukas

Kaip jau seniau minėjau, viena firma “davė” keletą plokštelių su ALTERA FPGA Cyclone II (EP2C5T144C6N). Jos buvo išbrokuotos dėl kažkokių tai priežasčių. Kiek apžiurėjus PCB buvo pastebėta, kad kaikurios plokštės perpiltos lydmetaliu, o kitos kiek perkaitintos ir takeliai vietomis susibanginiavo. Išsirinkau kiek mažiau pažeista plokštelę ir nutariau kiek paburti. Pirmiausia, plokštelėje nėra JTAG kištuko, bet yra skylė jam. Įlituojam jį. Ant plokštės sumontuoti core ir kiti stabilizatoriai atrodo nepažeisti. Pajungiau 3.3V maitinimą ir … plokštė atsiliepė JTAG grandinėje.

cyclone II

Tačiau, nors ir leidžiasi programuojama, bet nepereina į “user” režimą. Kiek panagrinėjus takelius ir prasisukus su oscilografu, pamačiau, kad mikroschema pajungta kitam programavimo režimui. Teko kelias valandas paburti ir štai rekomendacijos: reikia susirasti vieną naują mažytį SMD rezistorių apie 10K vertės ir trys mažus laidukus. Geriau naudoti taip vadinamus “Kynar wire” t.y. plonas monolitinis laidelis su izoliacija kiek plonesnis už plauką.

Nupjaunam takelį nuo 85 kojos (MSEL1) kuris einą į vieną iš stabilizatorių. Su lituokliu paimam lašiuką lydmetalio ir užtrumpinam tarpelį tarp 85 ir 84 (MSEL0) kojos. Čia turi gautis, kad abi kojos pajungtos į žemę. 10K rezistorių vienu galu lituojam prie Vcc 3.3V. Prie kito galo prilituojam laiduką apie 10mm ilgio ir jungiam jo kitą galą prie išorės kištuko adatėlės kuri eina prie 15 (DCLK) kojos. Taip padarom DCLK pull up. Kitą gal net trumpesnį laidą prilituojam prie žemės, o kitą gala prilituojam prie kištuko adatėlės kuri eina į 14 (DATA0) koją. Dabar idomioji dalis- ant plokštės stovi LCX125 (buferiukai paprasčiausi). Galima juo panaudoti, bet paprasčiau (bent jau man) tai nutraukti takelį iš LCX125 6 kojos einanti į cikloną. Tai patogu padaryti kitoje plokštės pusėje. Toliau plonu laideliu reikia nutrauktą takelį einanti į cikloną sujungti su Vcc 3.3V, juolab kad čia taip patogiai jis eina ir yra abieju signalų VIA skylės.

Žodžiu turi gautis taip: 14 (DATA0)=GND, 15 (DCLK)=PULLUP, 16 (nCE)=GND, 20 (nCONFIG)=VCC OR PULLUP, 82 (nSTATUS)=PULLUP, 83 (CONFDONE)=PULLUP, 84 (MSEL0)=GND, 85 (MSEL1)=GND.

Plokštėje yra kažkokios paslaptys susijusios su šoniniu kištuku, kažkodėl ant jo išeinantis signalai kažkaip dubliavosi, nors to neturėtų būti. Dar neišsiaiškinau- bet padavus signalą iš ciklono, ten pasidubliavo kai kurie išėjimai ir pats ciklonas kiek pradėjo šilti. Tačiau eksperimentams visai tinka ir kita skylė skirta kažkokiai jungčiai- ten yra 12 kontaktų ir kurių 11 pajungta prie “atsarginių” ciklono kojų (113, 112, 115, 114, 121, 118, 125, 122, 133, 126 ir 134). Dvylikta koja tai žemė. Taktiniam dažniui patogu naudoti šoninį kištuką, jo viena adatėlė eina per 56 omų rezistorių į 17 (CLK0) ciklono koją.

Ciklonas bent jau per šias kojas puikiausiai dirba ir programuojasi. Dėkui už mikroschemą.

3.3V stabilizatorius

Kadangi sudegė flexas ir kol atsiuntė pakaitalą buvo laiko panagrinėti cikloną. Tačiau ciklonui reikia kiek kitokio maitinimo- 3.3V I/O (išorė) ir 1.2V core (branduoliui). Visa laimė, kad core ir PLL maitinimui stabilizatoriai jau sumontuoti ant PCB plokštelės kuria kartu su visu ciklonu draugiškai atidavė viena firma. Tačiau man teko paieškoti 3.3V maitinimo šaltinio. Deja artimiausias veikiantis šaltinis buvo ATX maitblokis. Jis kiek per didelis, kad pasidėti ant stalo. Gerai kad ciklonų “tiekėjai” kartu “pateikė” ir keletą prietaisų su 3.3V stabilizatoriais. Beja, šalia stabilizatoriu buvo prilituoti ir Atmel ATMEGA16 procesoriukai. Ir už juos dėkui- tuzinas mikroschemyčių tikrai privers mane jas panaudoti… 🙂

3V maitinimo šaltinis padarytas naudojant National Semiconductors mikroschemą LM2676S-3.3. Tai 3.3V impulsinis stabilizatorius kuris reikalauja tik keletos papildomų detalių. Beja, naudojant išorinį įtampos daliklį galima stabilizavimo įtampą ir padidinti.

3.3V PSU

D2 – tai tik apsauga nuo neteisingo maitblokio pajungimo. Mano konstrukcijos naudoja standartinius transformatorius nuo switchų ar rūterių. O tarp jų kartais papuola egzotikos ar maitblokiai be lygintuvo kaip nuo išorinio modemo.

C1 ir C2 tai tinklo pulsacijos mažinantys kondikai, kurie dar ir kaupia energiją impulsiniam stabilizatoriui- talpa čia nėra labai svarbi, bet kuo daugiau bus, tuo bus geriau. Ir aišku kondensatoriai turi buti geriau su maža vidine varža (low ESR). C3 ir C5 tai energiją kaupiantys kondikai- jie jau tikrai turi būti mažaomiai (low ESR) ir galintys dirbi su didelėm srovėm. Talpa- 1000µF ar daugiau. C4- boost kondikas kuris padeda darinėti vidinį mikroschemos mosfetą. Čia reikia dėti 0.01µF 50V keramiką. D1 tai greitaeigis, geriau šotki diodas. Jis turi greitai atsidarinėti ir įtampos kritimas ant jo ne daugiau kaip 1V. Induktyvumas L1 parenkamas pagal lenteles iš mikroschemos datasheeto, bet jei nenorim išspausdi didelio naudingumo koeficiento, galima dėti labai jau “apytiksles” reikšmes. Aš panaudojau SMD 27µH droselį. R2, LED2 tai tik veikiančio prietaiso indikatorius. Mikroschemos 7, valdymo, koja palikta ore kaip ir rekomenduoja datasheetas- jei reikia, galima per ją junginėti stabilizatorių.

Viskas sumontuota ant mažos folguotos plokštelės (nerekomenduojama konstruoti impulsinius stabilizatorius “ant oro” dėl parazitinių induktyvumų ar talpų) kuri įsismeigia į maketinę plokštę (breadboard).

O štai pirmasis bandytas ciklonas atsiliepė per JTAG grandinę ir net leidosi programuojamas. Tik kažkodėl neiššoko į “user” režimą. Įtariu, kad trūksta keletos rezistorių ant specialių kojyčių… Bet čia jau kita istorija.

Elektromagnetinė spinduliuotė

Gyvenimas užnešė mane į nykštukinę valstybę- San Mariną. Ten visi turistai turi užlipti į patį kalno viršų ir į tokia stovinčia pilaitę. Ant tos pilaitės vieno bokšto kabo va toks antenų miškelis:

Elektromagnetinė spinduliuotė

Vienam kambariukyje stovi nemenkas siustuvas- ošia oras kaip reikiant. O maitblokis kogero aušinamas vandeniu. Žodžiu pavaikščiojom ten ir tiek. Bet kai peržiūrėjau filmuotą medžiagą išgirdau čirškimą. Elektromagnetinės bangos prasimušė į kameros elektroniką ir sukėlė garsinius trūgdžius. Bangų dažnis kogero aukštas, nes antenos nėra didelės ir dar priedo trugžiai neina kiaurai žmogų- jei nusisuki nuo antenų, triukšmas nuslobsta. Taip pat, triukšmas nuslobsta jei atsistoji už akmeninės sienos.

Dar kai vaikščiojau, mačiau, kad visi metaliniai turėklai sujungti storais laidais ir įžeminti. Aš galvojau, kad tai padaryta dėl žaibosaugos. Bet kai peržiūrėjau įraša, nešant kamerą prie tūrėklų, triukšmas taip pat sustiprėdavo. Net ir dideliam nuotolyje nuo antenų. Manau, kad įžeminimas dar skirtas ir nuo antenų elektromagnetinės spinduliuotės (radiacijos) indukuotu srovių.

Įdomu, kiek laiko reikia stovėti ant tos pilies, kol ištirptų smegenys.

Gerai jiems, jie nepriklauso europos sąjungai, todėl jiems negalioja EU saugos įstatymai. 🙂

Sudege

Va norėjau jums parašyti daugiau apie FPGA mikroschemas, dariau jums veikianti modelį ir dėl mano išsiblaškymo susvilinau mano Altera Flex čipuką. Man darbo laukas lygtai ir nebuvo labai sudėtingas. Buvau jau sukonstravęs veikianti modulį ir norėjau kiek patobulinti… Va darbo lauko fotkė:

darbastalis

Čia matosi maketinė ploštė su maitinimo šaltiniu, ByteblasteMV programavimo kabelis, Altera Flex maketinė plokštė su EPF10K10TC144-4 čipuku (iš tikruju čipukas prilituotas prie universalios plokštės iš Lemonos- 15Lt), rotary encoderis (sukinėji rankenėle ir jis generuoja impulsus pasislinkusia faze), Altera Cyclone II (EP2C5T144C6N)- šitas čia jau kaip pakaitinis, dar neišbandytas ir dar matosi VGA kištuko adapteris maketinei plokštei su pajungtu CRT VGA monitorium.

Visa šita mašinerija sugeneravo va tokį vaizdelį ant VGA monitoriaus:

Pong game using FPGA chip

Čia aš nieko pats neišradau, viskas nukopijuota iš interneto, tik kiek pakeisti parametrai, kad prisitaikyti prie mano turimos hardware ir mano naudoto osciliatoriaus. Deja niekaip nepavyko priderinti VGA dažnių kad matytusi visas teisingas vaizdas. Tas kliaksas per vidurį ekrano tai judantis kvadratėlis kuris atsimuša nuo sienelių ir nuo “raketėlės”. Pastarąją galima stumdyti į šonus sukinėjant encoderį.

Taigi norėjau visą šitą sistemą perkelti iš CRT VGA monitoriaus į LCD panelę. Tačiau netyčia pajungiau encoderį ne prie žemės, o prie LCD bias (~ -15… -20V) ir mano vargšas FPGA sudegė. Sudegė vienas I/O blokas ir čipukas labai kaista. Ir aišku nebesiprogramuoja, nes prieš programavimą atliekama diagnostika. Nors CORE dar veikia- galima nuskaityti, kad čipukas dar kabo ant JTAG grandinės.

Kol kas teks jums apseiti be detalaus aprašymo. Nes kito tokio pat FPGA neradau. Nupirkau aš porelę eBay aukcione, bet kol jos pas mane atsiras. O su Cyclone II dar nepradėjau žaisti- čia parinkta iš vienos Lietuvos firmos broko. Net nežinau ar jos veikiančios. Reikia man pasidaryti 3.3V ir galbūt 1.2V (core) maitblokius. Ir nėra garantiju, kad nors vienas ciklonas bus veikiantis- nors kai kurie labai baisiai prilituoti ir lydmetalis patekęs tarp kojyčių.

TOP2004

Ebay aukcione nusipirkau TOP2004 mikroschemų programuotoją. Nelabai man jo reikėjo, nes turiu Willem’ą. Tačiau užkniso man tas pastovus printerio porto perjunginėjimas- ant printerio porto kabo HP lazerinis printeris, JTAG kabelis ir dar Willem eprom programeris. Pastoviai reikia ką nors perjungti. Dar nepatinka, kad pas Willema reikia junginėti tuos jumperiukus. Ir dar Willemas nepalaiko kai kurių mikroschemų. O porą mikroschemų Wilemas ir nesugebėjo užprogramuoti- programavimo metu čipai susvilo.

Taigi eBay aukcione pastebėjau TOP serijos programatorius. Vieną užsakiau ir laimėjau aukcioną, bet tuo metu virtuone nebuvo reikiamo kiekio pinigų ir nesumokėjau- ir mano laimė, kad nesumokėjau. Kitą dieną atėjo pranešimas iš eBay, kad aukcionas anuliuotas- pardavėjas aferistas. Paypal irgi parašė laiškelį ir pasakė, kad jei aš padariau mokėjimą, tai man kompensuos ir grąžins pinigėlius. Po kiek laiko, iš kito kiniečio vėl nupirkau aš tą programerį (buy it now) už 49.99 USD. Bėda ta, kad siuntimas iš Honkongo net 34 USD. Gerai tik tai, kad doleriai nuvertėjo ir nėra tokios baisios kainos. Viso aš sumokėjau pagal banko ataskaitą 218Lt 00 ct. Praėjo trys nepilnos savaitės ir gavau pakvietimą į paštą. Jau buvau pasiruošes mokėti muitą ir PVM, bet kinietis buvo malačius ir parašė “žalią lapuką” su 13USD įvertinimu. Todėl mokesčių nebuvo.
Suinstaliavau softą, pajungiau aparatą per USB ir viskas veikia. Vienintelis minusas kur pastebėjau- tai visi programos pranešimai ir instrukcijos parašytos taip vadinama “chinenglish” kalba. Žodžiu ne tik gramatikos klaidos, bet ir žodžiai kai kur supainioti. Nors tai dzin, nesu puristas ir puikiausiai galiu naudotis prietaisu.

TOP2004 universal programmer

O dabar atsiliepimas apie patį programatorių… Continue reading →

Biški apie CPLD

Trumpai papasakosiu apie savo eksperimentus su CPLD mikroschema ir Lattice programine įranga.

Prisiverčiau biški pasimokinti naudotis programuojama logika. Kaip jau rašiau kitose žinutėse, mano mikroschemų pasirinkimas buvo labai mažytis ir teko žaisti su Lattice isp2032VE110LT44 mikroschema. Taip pat labai padėjo straipsnis iš Seattle Robotics Society. Taip pat tuo pačiu metu nagrinėjausi supaprastinto LCD ekrano veikimu. Todėl sujungiau abi mintis į vieną ir gavosi va tokia nesamonė…

CPLD + LCD

Beja, šiame projekte dalyvauja ir dvipoliaris reguliuojamas maitinimo šaltinis iš senesnės žinutės.

Teorija apie LCD valdymą išbandžiau su BASIC programa. CPLD programinę įranga nusikroviau iš Lattice puslapių. Programavimo kabelį taip pat pasidariau. CPLD mikroschemą prisilitavau prie maketinės- eksperimentinės plokštės.

O dabar pradedam šneką apie CPLD programavimą…
…skaityti toliau… Continue reading →

Stabilizatorius maketinei plokštei

Labai dažnai, bandant visokias schemas maketinėje plokštėje prisireikia stabilizuoto maitinimo šaltinio. Paprastai nieko negalvodamas ten dedu 780x serijos mikroschemą ir viskas. Bet per paskutinius eksperimentus, man pritruko tiek galios, tiek vietos ant maketinės plokštės (breadboard). Ir dar man prireikė neigiamos įtampos šaltinio.
Paprastai, aš naudoju standartinius sieninius transformatoriukus nuo įvairiausiu switchų ar kitų įrenginių. Bet kai prireikė dvipoliarinio maitinimo, tai jau reikia naudoti du transformatoriukus. Ir dar tie laidai visur besimaišantys… Ir dar aišku bėda su reguliatoriaus temperatūra- pas transformatoriukus įtampa nuo 7 iki 20V. O aš savo schemose naudoju 3.3 … 5V, 12V. O kai prireikė aukštesnės neigiamos įtampos, tai neradau tokio transformatoriuko.

Ir kai neišlaikė nervai, gimė va šitas įrenginys:

impulsinis stabilizatorius

Tai joks ne stebūklas, o dvigubas impulsinis stabilizatorius ant LT1076 mikroschemų. Mikroschemas ir droselius išlupau iš kažkokio seno aparato. Schema pagal mikroschemos aprašymą. Viena LT1076 veikia kaip standartinis įtampos stabilizatorius, o kita- impulsinis invertorius. Jis iš teigiamos įtampos gamina neigiamą stabilizuotą itampą. Abiejų reguliatorių išėjimas reguliuojamas su kintamais rezistoriais. Teigiama įtampa kinta nuo Vin iki 0V. Neigiama nuo 0 iki -25V (tiek pavyko pakelti su standartiniu 7.5V 1A transformatoriuku nuo ruterio).

skaityti daugiau… Continue reading →

Kabelių schemos

Norintiems susikonstruoti kokį programavimo kabelį, aš sudėjau keletą schemų į vieną vietą. Tai įvairūs ISP kabeliai AVR procesoriams, programuojamai logikai…

Per silpna mikrschema

Eksperimentuojant su programuojama logika kilo noras pasijungti LCD monitorių. Monitorius be kontrolerio, todėl visą darbą turi atlikti programuojama mikroschema. Pirmiems eksperimentams aš naudojau Lattice isp2032VE. Jos programavimas paprastas, softas lengvai suprantamas (per vieną vakarą galima išmokti), konfiguracija įrašoma į vidinį flašą. Bėda ta, kad mažokai kojyčių ir mažai logikos elementų.

Low of GLBs.

Čia mano eksperimentinis darbo laukas. ROMas imituoja atmintį- jo turinys turi vaizduotis ant ekrano. Turime gauti chaotišką, bet statinį vaizdelį. CPLD (programuojama logika) atlieka dažnio daliklį, generuoja sinchro signalus ir bando išduoti adresų signalus atminčiai. Bet priėjau prie mikroschemos ribų- užtenka pridėti dar vieną kojytę ar perkelti jau naudojama koją į kitą mikroschemos pusę ir iškarto gaunam klaidos pranešimą: “34200 ERROR: Number of GLBs, 9, exceeds maximum number of available GLBs, 8, in part ‘ispLSI2032VE-110LT44’ “.

O man dar reikia iškišti kaip minimum dar 11 kojų! Perkuičiau savo archyvą, gal kokių mandresnių mikroschemų… Labai tiktų ispLSI2128-100LT… Pajungiau prie programatoriaus- neskaito. Nu galvoju bloga. Paimu iš kitos plokštės (tikrai veikiančios)- vėl neveikia. Labai labai įtariu, kad šikniai iš Lattice Semiconduktors neduoda demo licenzijos vartotojams jos programuoti. Arba aš kažko nesuprantu.

Labai nesinori, bet gal teks pereiti prie kitos šeimynos. Iš kažkokio senoviško DSL modemo išlupau plokštę, su statybiniu fenu nupūčiau lauk procesorių, RAM, ROM ir dar kažką, kas nusipūtė :). Žodžiu pasidariau kąžką panašaus į ekpsperimentinę plokštę. Teko tik prisilituoti programatoriaus lizdą (skylutės jau buvo paruoštos 🙂 ).

Low of GLBs.

Alteros softas visiškai skiriasi nuo Lattice. Teks mokytis per naujo. Programatorius irgi kiek skiriasi, bet schema nėra labai sudėtinga. Pasidariau ir šį programatorių. Pajungiu schemą ir valio! Mato programa mano FLEXą. Bėda ta, kad velniai žino kur kokia koja nuvesta- plokštė daugiasluoksnė, sunku surasti. O ir logika tai FPGA tipo, su RAM tipo konfiguracija. Išjungi maitinimą ir viską ji užmiršta.

Programuojama logika

Programuojama logika arba mano kančios…

Užėjo noras kiek pasimokinti apie porgramuojamą logiką. Pradinių žinių- nulis. Tik žinau, kad tokia yra.

Pati paprasčiausia ir seniausia programuojama logika tai PAL (PALCE) ir GAL mikroschemos. Deja joms reikia specialaus programatoriaus. O jo schemos internete aš neradau. Tiesa, yra GAL programatoriaus schema, bet aš jos nebandžiau. O beto softas senoviškas…

Teko pasižiūrėti į sekančios kartos mikroschemas. Jos programuojamos per JTAG (serial) kabelį ir nereikalauja specialių sudėtingų programatorių. Bėda, kad tos mikroschemos brangios ir retos. Ypač bananų respublikoje Lietuvoje, kur “support’o” megėjams visiškai nėra. O atsisiusti iš užsienio labai brangu. Teko grybauti per visokius šiukšlynus, senas plokštes. Gerai, kad tos mikroschemos perprogramuojamos (PAL – ne. Jos OTP).

Štai mano grybukai:
CPLD / FPGA
(Tiesa dar turiu keleta Alteros flexu su BGA korpusais… tokie korpusai man neįkandami.)

A ir C tai AMD Mach 110 ir 120 serijos mikroschemos- neturiu softo.
B- Xilinx FPGA XC3142A, turimas softas nepalaiko jos.
D- Altera EPM7032LC44-15T – lygtai turimas softas jos nepalaiko.
E, F, G – Alteros FPGA Flex serijos (EPF10K10TC144, EPF81188ARC240, EPF8636AQC208) – tik vieną palaiko turimas softas.
H- Lattice isp2032VE110LT44 – softas palaiko.
I- EPM3032ATC44 – softas palaiko, tik schemutė veikiančiam aparate.
J- Lattice ispLSI2128 100LT- softas palaiko su “A” raide. Datasheetas sako, kad be ar su A raide tai tas pats. Bet mano readeris šios mikroschemos neatpažysta- arba mikroschema bloga, arba softas nepalaiko. Gaila. Ji man tiktu.

Kad užprogramuoti mikroschemas reikia joms sukurti jedec failus su specialiu softu. Softas brangus. O demo versijos “kramto” tik kai kurias mikroschemas. Taip susiaurino mano galimybes dar labiau.
Didelės mikroschemos turi labai daug kojų. Ir visas kojas prilituoti megėjiškom sąlygom sunku. Tai dar pamažino mano pasirinkimą.
FPGA mikroschemos labai geros, daug logikos elementų, bet jos konfiguracija saugoma SRAM atmintyje- išjungus maitinimą, konfiguracija dingsta. Konfiguraciją galima įrašyti į mažą serial ROM mikroschemą, užkrauti iš kompo per laidą ar su kokiu nors mikroprocesorium sukišti kodą ir kokio ROMo. Mano eksperimentams tai buvo kiek sudėtinga. Todėl teko pasirinkti CPLD- logika kur konfiguracija įrašoma į flash atmintį ir išsilaiko atjungus įtampą.

Deja mano eksperimentams liko tik Lattice isp2032VE110LT44.

• SuperFAST HIGH DENSITY IN-SYSTEM
PROGRAMMABLE LOGIC
— 1000 PLD Gates
— 32 I/O Pins, Two Dedicated Inputs
— 32 Registers
— High Speed Global Interconnect
— Wide Input Gating for Fast Counters, State
Machines, Address Decoders, etc.
— Small Logic Block Size for Random Logic
— 100% Functional, JEDEC and Pinout Compatible
with ispLSI 2032V Devices
• 3.3V LOW VOLTAGE 2032 ARCHITECTURE
— Interfaces With Standard 5V TTL Devices
• HIGH PERFORMANCE E2CMOS® TECHNOLOGY
— fmax = 300 MHz Maximum Operating Frequency
— tpd = 3.0 ns Propagation Delay
— Electrically Erasable and Reprogrammable