Несколько вопросов по циклонам от чайника. Опции

[Sidoroff]

1) Какой ток потребления у EP1C3T100C6 (самый маленький из циклонов)
сразу после включения, в незагруженном состоянии?
У меня 35 ма драйверы (все 3.3 В), ядро 4 ма. Мне кажется, что для
неработающей микросхемы 35 ма многовато. Кстати, если загрузить,
немного увеличивается только ток ядра, ток драйверов тот же,
хотя почти все выводы задействованы и работают.

2) В процессе работы постепенно увеличивается ток драйверов.
За неделю дорастает до 250-300 ма, хотя микросхема
продолжает работать(опять не зависит, загружена конфигурация,
или нет). В чем дело? До сих пор мне встречались только случаи,
когда микросхема горит вся и сразу, а здесь постепенно :).
Может циклон очень боится статики? (в процессе наладки
платы лапаю его иногда пальцами).

3) Собственно проект представляет собой контроллер дисплея 320х240 с
внешеней ОЗУ 32 кб, подключенный к шине ADSP. Проблема такая.
Когда пишу в ОЗУ с автоинкрементом адреса (как в настоящих
контроллерах) сборит один из опорных счетчиков (а может и что еще
но этот - точно).
Сигналов разрешения у счетчика
нет, работает всегда, clk от внешнего генератора через
специальный таковый пин ввода вывода ("dedicated clock"). Счет
до 512, простейший. Как он может сборить, ведь на его работу
по логике схемы вообще ничего не влияет? Пробовал 2 варианта:
мегафункцию lpm_counter, и прямое описание на VHDL. Одинаково.
Питание на всех выводах стабильно. В чем может быть дело?

[v_mirgorodsky]

По поводу 1) - ситуация вполне нормальная. Драйвера потребляют практически фиксированный ток, а пики потребления во время переключения выходов и на перезарядку емкостей на нагрузках обычно сглаживаются блокировочными конденсаторами. Да и обычными средствами зарегистрировать эти пики весьма сложно - фронты у Cyclone очень крутые, а значит токовый "всплеск" будет очень коротким. Рост потребления по IO питанию можно сделать нагрузив часть выводов просто на емкостные нагрузки

По поводу 2) - ничего определенного сказать не могу Странно :-\ Одно можно сказать с уверенностью - это не статика. После статики устройство не оживает, т.к. происходит невосстановимый пробой структур в кристалле.

По поводу 3) - cчетчик может сбоить если на клоке есть некоторая "борода". "Борода" на клоке является следствием несогласованности волновых сопротивлений линии клока и драйвера. Распространенное мнение, что низкочастотные клоки согласовывать не надо - ошибочно. ADSP может генерить весьма крутые фронты сигналов на своих выходах, а Cyclone вполне в состоянии по быстродействию трактовать это как двойной импульс.

Если используете TQFP корпус, то возможно столкнулись с ground bounce - весьма неприятная штука - возникает как следствие плохой разводки шин питания на двухслойных платах. Обычно проявляется как double clocking при переходе всей или большей части шины данных из одного состояния в другое. Например, из всех нулей во все единицы.

[Sidoroff]

По поводу 1) и 2) разобрался: оказывается запитал PLL от 3.3 В вместо 1.5 В.
Теперь ничего не горит и потребление мизерное.

А глюки 3) остались.

[Sidoroff]

Еще забыл спросить.
А как определить, есть ли ground bounce?
Я мерил осциллографом сигналы на свободных выводах ПЛИС, постоянно запрограммированных на 0.
Выбросы не выше 100 мВ, при 3.3 в питании. Частота оцифровки осциллографа 1Gs/sec, входная
полоса 100 MHz.
Или как-то по другому это деляют?

[v_mirgorodsky]

На 100 MHz вы видите только средние уровни сигналов, поскольку реальные выбросы находятся гораздо выше. Плюс - их убивает емкость щупа осциллографа. По характеристикам осциллограф похож на младший Tektronix - угадал? В черной магии для измерения шумов и прочих артефактов на входных сигналах использовали осциллограф с пропускной способностью канала порядка 4-5GHz.

Для того, чтобы проверить предположение о ground bounce необходимо запустить выходную шину на циклическое постоянное переключение из всех нулей во все единицы и оставить ей ту же нагрузку на выходах, как в рабочем режиме. Если есть этот глюк, то счетчик засбоит гораздо чаще. Если частота сбоев не изменится, то надо искать проблему в клоковых сетях.

[Sidoroff]

Да, так и есть. Придется переделывать плату. Спасибо за ценный совет!
Если можно, нельзя ли посоветовать некоторые рекомендации по разводке подобных плат?

[v_mirgorodsky]

Сожалею Это очень крупная тема Могу попытаться ответить на какие-то конкретные вопросы, но рассказать на что обращать внимание просто очень сложно, поскольку обращать внимание необходимо на все.

Ваша проблема, возможно, имеет корни в недостаточности блокировочных конденсаторов возле пинов питания или в их отсутствии. Возможно слишком тонкие дорожки питания. К стати, можно попробовать кинуть к пинам питания просто несколько толстых проводочков от блока питания просто навесным монтажем. Это поможет перекантоваться на первое время. Дальше разводите плату.

Ресурсов по разводке есть очень много. Однако они в целом очень часто противоречат друг другу, поскольку разводка печатной платы - это умение найти компромис между противоречивыми требованиями. Это умение приходит просто с опытом.

Потому не бойтесь, если вы читаете противоречивые рекомендации в разных источниках. Просто разные люди ставят во главу угла разные требования к разводке и используют разные стратегии.

Удачи вам на этом нелегком пути

[sazh]

Да, так и есть. Придется переделывать плату. Спасибо за ценный совет!
Если можно, нельзя ли посоветовать некоторые рекомендации по разводке подобных плат?


Если у вас многослойная печатная плата. Ищите ошибки в проекте.