将两层板进行到底,搞起Cyclone III

我以前DIY过两个FPGA的板子,都是Altera Cyclone II的。几年前就买了的几片Cyclone III EP3C10一直没动,除了还没有DIY项目必须要用到它外,还有个原因是Cyclone III系列需要3组电压供给,在两层板上走线不太好弄。我也看到过别人在用两层PCB做的Cyclone III的设计,能跑起来说明也不是不可行。



今年已经DIY过两个带SDRAM的MCU板子,都是两层PCB。这次我继续挑战一下,在两层板上把EP3C10加SDRAM搞起来,打算玩一玩NIOS II. 经过长时间的Layout斟酌,上个月总算把这个PCB做出来了。和我的前两个FPGA实验板不同的是,我这次设计成了核心板的形式,只保留FPGA+SDRAM以及必要的外围元件,把扩展GPIO接口和应用相关的接口件都挪到扩展板上去。核心板和扩展板使用2.0 pitch的双排针/座来连接。做出来是这个效果(简单做了几个2.54排针,以及JTAG座扩展卡):将两层板进行到底,搞起Cyclone III
 

比如只需要用USB Blaster进行JTAG下载的时候,是这样用的(示意一下,另外还需要连3.3V电源)

将两层板进行到底,搞起Cyclone III
 

板子的背面:有2.5V和1.2V的LDO, 都是小封装的。SDRAM还没有焊,待我把NIOS玩起来了再焊它调试。扩展的排插是2.0 pitch,一方面是减小体积,另一方面是这种双排母比常见2.54的排母接触好。

将两层板进行到底,搞起Cyclone III
 

正面:晶振也用3225的,比7050的省地方。我手头恰好没有3225了,就焊了个2520更小尺寸的。右边白色的插座是1.25 pitch的连接器,可接6pin排线,用于少量I/O的扩展,连其它板子。

将两层板进行到底,搞起Cyclone III
 

原理图: 还是用我DIY一贯的Eagle

将两层板进行到底,搞起Cyclone III
 

Cyclone III 需要至少3组电压:1.2V的VCCINT, 2.5V的VCCA, 以及平常3.0/3.3V的VCCIO. SDRAM只用到3.3V. 



Layout费了番心思。SDRAM放到背面是利于减小面积和走线长度的,也导致铺铜被割裂得更分散。顶层: 加亮显示的是GND

将两层板进行到底,搞起Cyclone III
 

VCCA需要连接FPGA的两个对角,所以从中间穿了一根线。FPGA的地引脚尽量在顶层连到一起,当然做不到一整块铺铜了。



底层:VCCINT, VCCIO这两个电源的走线各自绕了一圈。

将两层板进行到底,搞起Cyclone III
 

不像多层板那样可以整个一层全GND,哪儿想接地就打个过孔。也不如多层板可以一层用来走电源。虽然我这个电路是连起来了,性能上怎么样还不知道。两层板,就图个便宜了……自掏腰包的DIY啊将两层板进行到底,搞起Cyclone III




分析一下总的GND,两层叠起来看是下面这样的:就算过孔连接充分的话,也和一整块铺地相差不少。

将两层板进行到底,搞起Cyclone III
 

单看 VCCA 这个电源的走线:涉及的引脚不多

将两层板进行到底,搞起Cyclone III


VCCINT 的

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VCCIO 3.3V,也是系统的VDD

将两层板进行到底,搞起Cyclone III
 

将两层板进行到底,搞起Cyclone III


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