Открытый проект отладочной платы AT91SAM9260 + SDRAM + NAND + Ethernet, начала начал трассировки... Опции

[usovmv]

Доброго времени суток!


Так как после длительных поисков в интернете не удалось найти готового схемного решения для тех кто кочет изготовить и собрать отладочную плату на базе процесора Atmel AT91SAM9260.
Решил открыть данную тему. На форуме нашёл много связанных тем, но там или используют готовую какую-то или пишут "собрал похожую" но ни где нет ссылки на файлы. В общем не делятся.


После попытке номер 2 развода платы Linux почти запускается но похоже остаются проблемы с SDRAM.

Конечная цель - запуск Linux4Arm

Описание:
Процессор: Atmel AT91SAM9260
SDRAM: Samsung K4S561632 (2x32 MegaBytes)
NAND: STMicro NAND512w32a (8bits bus, small blocks)
Ethernet: ks8721bl


Используемый инструментарий:
KiCad, ARM-GCC, Atmel Sam-ba v2.6

Файлы BootStrap переписан.

Ниже прилагаю схемное решение, которое было построено на базе платы Olimex (которая построена на базе Atmel 9260EK).

Первая версия платы отлично работала с USB (Samba) програмилась Nand и DataFlash. Выполнялся код из встроеной SRAM (4k). Однако при попытке залить тестовый файл самбой в SDRAM а потом считать его - 5% данных искажалось.

Помогла Errata Atmel - разводить так чтобы память была как можно ближе и поставить сопративления дабы уменьшить влияние паразитных ёмкостей. Были поставлены 47 ом.

После этого SDRAM заработала.

Так как стандартный Bootstrap не потдерживал указанную NAND пришлось его переписать.
после чего стал запускаться Uboot.

После старта Uboot начинается распаковка ядра linux.

То что видим на экране -

Start AT91Bootstrap...

v8bit

--------------
jump..



U-Boot 1.1.5 (Jun 12 2008 - 16:20:46)

DRAM: 64 MB
NAND: NAND device: Manufacturer ID: 0x20, Chip ID: 0x76 (ST Micro NAND 64MiB 3,3V 8-bit)
NAND: Pagesize: 512, Blocksize: 16K, OOBsize: 16

PHY not reset!!

Hit any key to stop autoboot: 3  2  1  0

NAND read: device 0 offset 2097152, size 1440664 ... 1440664 bytes read: OK
## Booting image at 22200000 ...
Image Name: linux-2.6
Image Type: ARM Linux Kernel Image (uncompressed)
Data Size: 1440600 Bytes = 1.4 MB
Load Address: 20008000
Entry Point: 20008000
Verifying Checksum ... OK
OK

Starting kernel ...

Uncompressing Linux............Start AT91Bootstrap...

v8bit

--------------
jump..



U-Boot 1.1.5 (Jun 12 2008 - 16:20:46)

DRAM: 64 MB
NAND: NAND device: Manufacturer ID: 0x20, Chip ID: 0x76 (ST Micro NAND 64MiB 3,3V 8-bit)
NAND: Pagesize: 512, Blocksize: 16K, OOBsize: 16


ну и так далее.



Самое главное. Uboot стал запускаться только после того как была понижена частота MainClock от PLLA с 198 Mhz до 96MHZ. Если оставить 198Mhz то при тесте памяти (который встраиваю в Bootstrap) - последовательной записи и чтении байтов из SDRAM где-то на 11-ом мегабайте происходит перезагрузка из-за Inetrrupt Data Abort. На половинной скорости всё проходит. Тайминги SDRAM controller перебрал уже все. Увеличенная задержка между Row и Column - немного помогает.


Делюсь схемным решением и разводкой так как у меня всёравно не получилось доделать ввиду не хватки опыта. Ожидаю критику и конструктивные предложения (в первую очередь по связке CPU-SDRAM так как чую что в ней вся проблема)


Смотрите файлы: Проект Devboard.sch - схема, Devboard_test.brd - разводка.

Прикрепленные файлы

 AT91SAM9260.rar ( 1 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 193

 

[aaarrr]

Открытый не работающий проект?

BRD смотреть нечем, но судя по симптомам и количеству слоев (2) у Вас, наверное, остались проблемы с Signal Integrity.

P.S. Пожалуйста, отредактируйте точечки в сообщении, а то отображается все криво.

[one_man_show]

Слегка отредактировал сообщение. Уважаемый usovmv, будьте доборы, сделайте PDF-файлы, чтобы можно было посмотреть схему, так как все пользуются различными средствами

[usovmv]

Слегка отредактировал сообщение. Уважаемый usovmv, будьте доборы, сделайте PDF-файлы, чтобы можно было посмотреть схему, так как все пользуются различными средствами

Сейчас сделаю....

Вот схема в Формате PDF

Прикрепленные файлы

 devboard.pdf ( 334.6 килобайт ) Кол-во скачиваний: 367

 

[doomer#gp]

Я вот не понимаю - Зачем [СОБИРАТЬ] Evaluation Kit - не жалко трать так свое время. Разрабатывать надо законченое устройства, имеющее коммерческие функции. На рынок средств разработки и отладки вы со своим девайсом, тем более без нормального BSP и шаблонного прикладного ПО не выйдете.
А Evaluation проще купить, если, конечно, это не какой-то очень специфический вариант, в котором он будет являтся бета-прототипом.

Нет денег на Evalution - не надо строить, займитесь чем-нибудь более полезным.

ЗАКАНЧИВАЙТЕ ЭТО РАДИОГУБИТЕЛЬСТВО !!!!

[arttab]

Объясните смысл включения блокировочных конденсаторов на SRAM? не догоняю.

[usovmv]

Объясните смысл включения блокировочных конденсаторов на SRAM? не догоняю.

Уточните пожалуйста, потому что SRAM встроенная (4к). Есть SDRAM. Но на ней не ставил ни каких блокировочных конденцаторов.

Я вот не понимаю - Зачем [СОБИРАТЬ] Evaluation Kit - не жалко трать так свое время. Разрабатывать надо законченое устройства, имеющее коммерческие функции. На рынок средств разработки и отладки вы со своим девайсом, тем более без нормального BSP и шаблонного прикладного ПО не выйдете.
А Evaluation проще купить, если, конечно, это не какой-то очень специфический вариант, в котором он будет являтся бета-прототипом.

Нет денег на Evalution - не надо строить, займитесь чем-нибудь более полезным.

ЗАКАНЧИВАЙТЕ ЭТО РАДИОГУБИТЕЛЬСТВО !!!!

Есть разные люди, живущие в разных условиях и занятые в разной степени. В общем это филосовский вопрос. Предлагаю его здесь не обсуждать.


-----------

Выкладываю PCB в формате PDF для быстрой и удобной критики.

Подскажите удобный симулятор чтобы посмотреть Signal Intergity.

Сообщение отредактировал usovmv - Oct 10 2008, 05:07

Прикрепленные файлы

 devboard_test_Component.pdf ( 71.93 килобайт ) Кол-во скачиваний: 208
 devboard_test_Copper.pdf ( 60.61 килобайт ) Кол-во скачиваний: 191
 devboard_test_SilkS_Cmp.pdf ( 49.63 килобайт ) Кол-во скачиваний: 156
 devboard_test_Comments.pdf ( 3.51 килобайт ) Кол-во скачиваний: 139

 

[Dog Pawlowa]

В общем это филосовский вопрос.

Принимаем.
Сама попытка подхода вызывает уважение.

Выкладываю PCB в формате PDF для быстрой и удобной критики.

Я правильно понял - все сделано в двух слоях?
И земля - это такие же тоненькие ниточки, как и все остальные?
И заливки землей нет?
Остается только удивляться, что плата вообще заработала.
Вы когда-нибудь старинные ТЭЗы на 155 логике видели? На них, в условиях отсутствия места для нормальных проводников земли, ставили шины земли и питания.
В принципе этом может быть способом улучшить работы платы - соединить проводами дополнительно.

[FormatCft]

Уточните пожалуйста, потому что SRAM встроенная (4к). Есть SDRAM. Но на ней не ставил ни каких блокировочных конденцаторов.
Есть разные люди, живущие в разных условиях и занятые в разной степени. В общем это филосовский вопрос. Предлагаю его здесь не обсуждать.
-----------

Выкладываю PCB в формате PDF для быстрой и удобной критики.

Подскажите удобный симулятор чтобы посмотреть Signal Intergity.

Да. Разводка малость страдает. Посмотрите тут. Очень поможет повысить мастерство.

[usovmv]

Принимаем.
Сама попытка подхода вызывает уважение.
Я правильно понял - все сделано в двух слоях?
И земля - это такие же тоненькие ниточки, как и все остальные?
И заливки землей нет?
Остается только удивляться, что плата вообще заработала.
Вы когда-нибудь старинные ТЭЗы на 155 логике видели? На них, в условиях отсутствия места для нормальных проводников земли, ставили шины земли и питания.
В принципе этом может быть способом улучшить работы платы - соединить проводами дополнительно.

Вот вот. Началось. Это первый результат. Огромное спасибо. Я сам программист по железу потому и разводка моя - вызывает в первую очередь смех а потом уже желание по критиковать.. Ну от чего-то надо оттолкнуться.

Да плата всего на 2-х слоях. Хотел как проще :D

Сообщение отредактировал usovmv - Oct 10 2008, 06:23

[zltigo]

Все повторяется http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=33150

[usovmv]

Да. Разводка малость страдает. Посмотрите тут. Очень поможет повысить мастерство.

Спасибо. Что остаётся - читать, пробывать, выкладывать версии и советоваться с экспертами. Обещаю всё выкладывать по мере улучшения. Пока не заработает на ура.

[FormatCft]

Вот вот. Началось. Это первый результат. Огромное спасибо. Я сам программист по железу потому и разводка моя - вызывает в первую очередь смех а потом уже желание по критиковать.. Ну от чего-то надо оттолкнуться.

Да плата всего на 2-х слоях. Хотел как проще :D

На двух слоях тоже можно сделать вполне работоспособную штуку(!), но нужно правильно разводить. При такой разводке, то вообще невозможно запустить, то какие-то интересные клюки появляются не понятного происхождения.

[usovmv]

Все повторяется http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=33150

Там схему замылили. Да и инициатор объявил продаю мол результаты - извините, не хорошо!

На двух слоях тоже можно сделать вполне работоспособную штуку(!), но нужно правильно разводить. При такой разводке, то вообще невозможно запустить, то какие-то интересные клюки появляются не понятного происхождения.

А какой симулятор посоветуете? Что-то SPICE3 не удалось запустить. HyperLinx может...хоть и платный зараза. Так сказать хочется уменьшить количество иттераций изготовления плат и траты денег (каждый раз по 2000р)

[zltigo]

А какой симулятор посоветуете?

Никакой, ибо в двух слоях "моделирование" мало отличается от генератора случайных результатов. Голова-опыт-интуиция-очень хороший осциллограф....

[FormatCft]

Там схему замылили. Да и инициатор объявил продаю мол результаты - извините, не хорошо!
А какой симулятор посоветуете? Что-то SPICE3 не удалось запустить. HyperLinx может...хоть и платный зараза. Так сказать хочется уменьшить количество иттераций изготовления плат и траты денег (каждый раз по 2000р)

Зачем так заморачиваться?
Я для моделирования простых цепей использую микрокап7 (это моделирует только схему). Устраивает вполне.
План не хитрый.
0. Читаешь про разводку и изучаешь что-то типа Altium Disigner 6 (как мне кажется самый нормальный и не сложный в освоении, хотя есть пару не критичных глюков);
1. Разводишь правильно(!);
2. Запускаешь платку с простейшими тестами;
3. Можно далее стандартные демки попробовать позапускать с переферией которая имеется.
4. А дельше можно спокойно прогать платку

Сообщение отредактировал FormatCft - Oct 10 2008, 06:41

[usovmv]

Никакой, ибо в двух слоях "моделирование" мало отличается от генератора случайных результатов. Голова-опыт-интуиция-очень хороший осциллограф....

Блин бегу в магазин покупать водку...топить печаль. Получается что из перечисленного у меня ни чего нет. Ну хотя головая какая-то есть и осциллограф но не цифровой. блин.

Ладно почитаю. Попробую ещё разок-другой может что-то улучшиться.

Зачем так заморачиваться?
Я для моделирования простых цепей использую микрокап7. Устраивает вполне. А чего-нибудь другое моделировать, типа мк и не нужно, ИМХО.
План не хитрый.
0. Читаешь про разводку и изучаешь что-то типа Altium Disigner 6 (как мне кажется самый нормальный и не сложный в освоении, хотя есть пару не критичных глюков);
1. Разводишь правильно;
2. Запускаешь платку с простейшими тестами;
3. Можно далее стандартные демки попробовать позапускать с переферией которая имеется.
4. А дельше можно спокойно прогать платку

План понятен. Приступаю.

Спасибо. На 2 недели в коммандировку уезжаю будет время почитать про разводку. Буду держать в курсе.

[FormatCft]

Блин бегу в магазин покупать водку...топить печаль. Получается что из перечисленного у меня ни чего нет. Ну хотя головая какая-то есть и осциллограф но не цифровой. блин.

Ладно почитаю. Попробую ещё разок-другой может что-то улучшиться.
План понятен. Приступаю.

Спасибо. На 2 недели в коммандировку уезжаю будет время почитать про разводку. Буду держать в курсе.

ЗлтИго имел ввиду - лучший осциллограф в голове )) Я с этим высказыванием полностью согласен ))
Пользуйтесь им почаще

Сообщение отредактировал FormatCft - Oct 10 2008, 06:48

[aaarrr]

Блин бегу в магазин покупать водку...топить печаль. Получается что из перечисленного у меня ни чего нет. Ну хотя головая какая-то есть и осциллограф но не цифровой. блин.

Ладно почитаю. Попробую ещё разок-другой может что-то улучшиться.
План понятен. Приступаю.

Водку не надо. А за то время и деньги, которые уйдут на попытки запустить это дело на 2-х слоях, вполне можно изготовить четырехслойку и забыть о проблемах.

[usovmv]

Вот замерил осциллографом сигналы CAS RAS на выходе процессора и после 47 ом резистора.

Первый с процессора, второй после резистора.


Когда загружается ядро, как я и предполагал происходил повторная инициализация процессора (контроллера памяти, PIO, ...) и здесь процесоор опять переходит на полную скорость 198MHZ (напомню, что мой переписаный BootStraper запускает проц на половинной частоте).


Вот здесь то смотрю на сигналы (они существуют где-то 1 сек потом перезагрузка).

И вижу что форма у них примерно таже, но вот амплитуда уменьшается в 3 раза!!!

Возможно, ли что это из-за нехватки питания?
Возможно что это эффект осциллографа?


P.S.: прокинул пока 4 провода прямо до банков памяти (3.3 в и GND).

Прочитал про методы разводки. Большое спасибо за ссылку!! Теперь даже стыдно

Сообщение отредактировал usovmv - Oct 10 2008, 14:50

Эскизы прикрепленных изображений

 

[aaarrr]

...
И вижу что форма у них примерно таже, но вот амплитуда уменьшается в 3 раза!!!

Возможно, ли что это из-за нехватки питания?
Возможно что это эффект осциллографа?

Это осциллографу полосы не хватает.

P.S.: прокинул пока 4 провода прямо до банков памяти (3.3 в и GND).

Поверьте, такой плате не помогут никакие танцы с бубном, увы

[FormatCft]

Это осциллографу полосы не хватает.
Поверьте, такой плате не помогут никакие танцы с бубном, увы

Тут, размышляя как блондинка, 50 на 50: либо запустится, либо нет. Танцы с бубном иногда помогают в самых безнадежных случаях )) Пусть человек хотябы попытается

[aaarrr]

Это не запустится никогда. Любые попытки оживить такой дизайн - напрасный труд.

[FormatCft]

Это не запустится никогда. Любые попытки оживить такой дизайн - напрасный труд.

Спорить не буду Предоставим возможность выбора хозяйну сей творчества

[zltigo]

Вот замерил осциллографом сигналы CAS RAS на выходе процессора и после 47 ом резистора.

Осциллограф осциллографу рознь, для посмотреть то, что Вы пытаетесь посмотреть нужен осциллограф с полосой под ГИГАгерц и активными пробниками.

Это не запустится никогда. Любые попытки оживить такой дизайн - напрасный труд.

Без вариантов

[one_man_show]

"Терпение и труд всё перетрут" (с)
Разводка позволяет сделать так, чтобы "первый блин" принес хоть какую-то пользу:
1) отпилить квадратный кусок платы с процессором
2) откусиьт кусок платы с памятью
3) соединить платки этажеркой
предыдущие советы по усилению линий питания не помешают

[usovmv]

Ну этажеркой соединять я точно не буду. А вот попробую ещё на проц кинуть питание допонительно. Но думаю что не поможет. Всё больше склоняюсь к 4 слоям.

[usovmv]

"Терпение и труд всё перетрут" (с)
Разводка позволяет сделать так, чтобы "первый блин" принес хоть какую-то пользу:
1) отпилить квадратный кусок платы с процессором
2) откусиьт кусок платы с памятью
3) соединить платки этажеркой
предыдущие советы по усилению линий питания не помешают

Ну вот усиление питания по переферии 3.3 в ни как не помогло.
Но усиления питания ядра 1.8в (1 провод +1.8 и 1 провод GND) уже помогло. Ядро линух грузится намного "дальше" (но иногда).

Попробую распаять 6 пар питания. результаты сообщу.

[dch]

Но усиления питания ядра 1.8в (1 провод +1.8 и 1 провод GND) уже помогло.

если проводки тонкие на питании, можно вскрыть маску и облудить.
Файлицы я не смотрел еще, но AT91RM9200 по сообщениям на двуслойке запускался вплоть до 100Mhz.
Такие сообщения проскакивали, правда там параллельной flash наверное не было.
До экспириментов с Linux-ом просто тестик пямяти простой погоняйте - быстрее будет.
На какой частоте это у Вас все?

И лицензию нужно наложить, на каждом документе public domain написать например или что другое.

[one_man_show]

В этажерке можно сделать линии короче. Используя особенности такого конструктива, можно умощнить линии питания. Нижний слой этажерки закончить штыревыми выводами. В результате получится процессорная "головка", для которой можно сделать пассивную объединительную плату с необходимой периферией. Таким образом, пройдя через муки макетирования, можно будет получить работающий компонент, некоторый опыт и науку на будущее, чтобы так больше не делать.

[FormatCft]

если проводки тонкие на питании, можно вскрыть маску и облудить.
Файлицы я не смотрел еще, но AT91RM9200 по сообщениям на двуслойке запускался вплоть до 100Mhz.
Такие сообщения проскакивали, правда там параллельной flash наверное не было.
До экспириментов с Linux-ом просто тестик пямяти простой погоняйте - быстрее будет.
На какой частоте это у Вас все?

И лицензию нужно наложить, на каждом документе public domain написать например или что другое.

Зачем облудить? Сопротивление удельное меди гораздо меньше, на сколько знаю, чем у припоев. (в раз 5-10 отличаются)

Сообщение отредактировал FormatCft - Oct 11 2008, 11:11

[one_man_show]

Облуживают обычно, чтобы увеличить толщину материала, следовательно, обеспечить бОльшие токи

[FormatCft]

Облуживают обычно, чтобы увеличить толщину материала, следовательно, обеспечить бОльшие токи

Допустим облудим, а сопротивление будет больше, значит и падение больше. Сейчас же дорожки не плавятся, значит зачем им толщину делат больше?

[aaarrr]

Этажерка, облуживание и тому подобные меры здесь как мертвому припарки. Я вот не понимаю, как этажерка может сколько-нибудь существенно уменьшить кроссталки?

[FormatCft]

Этажерка, облуживание и тому подобные меры здесь как мертвому припарки. Я вот не понимаю, как этажерка может сколько-нибудь существенно уменьшить кроссталки?

Что за кроссталки?
1. На сколько хорошо знаю физику, электроны двигаются по поверхности проводника, поэтому снизу будет по прежнему медь, а сверху будет припой. Итого сумарная уд проводимость уменьшится, т.е. получаем только хуже.
2. А вот проблему с обратными токами решить в данном случае сложновато, но возможно. Только как-то нужно организовать землянной полигон искуственно

Сообщение отредактировал FormatCft - Oct 11 2008, 13:36

[aaarrr]

Что за кроссталки?

В гугле наберите "crosstalk".

На сколько хорошо знаю физику, электроны двигаются по поверхности проводника, поэтому снизу будет по прежнему медь, а сверху будет припой. Итого сумарная уд проводимость уменьшится.

По поверхности (точнее, в поверхностном слое) - только на относительно высоких частотах за счет скин-эффекта.

Сейчас же дорожки не плавятся, значит зачем им толщину делат больше?

А то, что потенциалы земли/питания будут локально прыгать на каждом переключении - не смущает?

[FormatCft]

По поверхности (точнее, в поверхностном слое) - только на относительно высоких частотах за счет скин-эффекта.

Возможно. Я помню, что всегда электроны двигаются в верхнем слое. При сверхпроводимости электроны уже не сталкиваются с узлами крист решетки, а бегут вобще над поверхностью проводника.

А то, что потенциалы земли/питания будут локально прыгать на каждом переключении - не смущает?

Нет не смущает. Параллельно проводок кинуть поможет, а вот облудить это только хуже будет, почему написал выше.

[zltigo]

Moderator:
Вся эта ветка стремительно упала до уровня плинтуса . Сменить название, и перенести в раздел для начинающих?

[FormatCft]

Moderator:
Вся эта ветка стремительно упала до уровня плинтуса . Сменить название, и перенести в раздел для начинающих?

Можно Эта тема скорее из области схемотехники/разводки изначально

[aaarrr]

Нет не смущает

А напрасно

Параллельно проводок кинуть поможет, а вот облудить это только хуже будет, почему написал выше.

Нет, хуже не будет.

Moderator:
Вся эта ветка стремительно упала до уровня плинтуса . Сменить название, и перенести в раздел для начинающих?

Пожалуй, стоит.

[dch]

Допустим облудим

замена толщины меди 18мкм -> 35 мкм дает +5MHz (у меня), конечно проволочку поверх припаять еще лучше. Это самое быстрое что можно сделать.

Сообщение отредактировал dch - Oct 11 2008, 15:27

[FormatCft]

замена толщины меди 18мкм -> 35 мкм дает +5MHz (у меня), конечно проволочку поверх припаять еще лучше. Это самое быстрое что можно сделать.

Как может толщина давать +5МГц? Эффекта физического не могу понять. Объясните пожалуйста.

[bloodden]

Как может толщина давать +5МГц? Эффекта физического не могу понять. Объясните пожалуйста.

Индуктивность например

[usovmv]

Не помогли ни провода по питанию ни облуживание.

Так что вывод такой - такой дизайн не будет работать.

Всё. Делаю 4-х слойную.

Moderator:
Вся эта ветка стремительно упала до уровня плинтуса . Сменить название, и перенести в раздел для начинающих?

Согласен. Пока что тема тока на это и тянет.

[one_man_show]

Плату не выбрасывайте, прислушайтесь к советам об этажерке))

[usovmv]

Плату не выбрасывайте, прислушайтесь к советам об этажерке))

ОК.

[vik0]

Всё. Делаю 4-х слойную.

Мудро.
И еще. Когда разведете, до того как отдавать в производство, выложите разводку на общее обозрение. Сюда, например.