基板構成を検討 【自作USBブラスター】

アイキャッチ

基板構成を考えるときに気になることって多いですよね・・・。いろいろ判断して進めていかないといけない。

  • できるだけ安価に
  • できるだけコンパクトに
  • 拡張性を確保して

電源の供給は?

ケーブルを減らしてすっきりさせたいので、USBから電源を取ります。

ほかの案は、

  • ACアダプタ
  • バッテリー
  • ターゲットFPGA基板(DUT)側から
  • 太陽光
  • 無線給電

・・・最後の方は現実的ではない。。今回はUSBの5 Vを使います。

各デバイスに必要な電圧

デバイスは仮ですが。下記は候補に考えている主要デバイスの電源電圧です。

  • USB変換モジュール(FT245):USB給電 5 V
  • FPGA (CPLD): モジュール(評価ボード)の場合
    • MAX10評価ボード(MAX1000):USB給電 5 V
    • MAX5評価ボード:USB給電 5 V
  • ターゲット基板:電源共有は不要

ということで、USBの5 Vだけで動作しそうです。電圧変換が不要なので、各モジュールをパズルのように組み合わせて完成するかな。

消費電力については、大電力を消費するものがないので検討は省略します。

ちなみに、FPGA(CPLD)をモジュールではなく単体で使う場合はいろいろな電圧を用意する必要があります。

  • MAX10:3.3 V (単電源)
  • MAX5:コア電源 1.8 V、IO電源 1.2 ~ 3.3 V

MAX10は単電源で動作するのが売りですが、大きなFPGAになると電源の検討もすごく重要になります。発熱とか実装面積とかいろいろ。(個人的には電源の検討は楽しくてしょうがないけど・・)

基板の種類

今回はモジュールをうまく使って、以下の3つのブロックにしようと思います。

  • USB変換モジュール:FT245関係
  • FPGA(CPLD)モジュール:FPGA(or CPLD)関係
  • 上記2基板の橋渡しをするベース基板:電源回路および外部コネクタ関係

ベース基板はユニバーサル基板を使います。

ユニバーサル基板

徹底的にコンパクトさを求めるなら専用の基板を作る方向になると思いますが、時間もお金もかかる上に、完成までにすごく時間がかかります。

いつまでも時間をかけて現物ができあがらないよりも、まずは試作品を完成させようとしています。

基板構成のまとめとブロック図

このように考えていることをまとめると、下図のような構成になりました。

自作USBブラスターブロック図
自作USBブラスターブロック図

次はこのブロック図のイメージで本当に実現できるかを考えていきます。具体的には↓です。

  • 基板間接続できるピン配置か
  • JTAGコネクタへ接続する信号と、その経路

スポンサーリンク