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技術解説


工事中


資料は、各メーカーサイトから、直接ダウンロード下さい（リンクは全て各メーカーのフリーを選んでいます）
当WEBにコピーを格納することは避けております。URLを付けております（ダウンロード出来ない場合メール下さい）



●概要

本ボードは、FT601を、当社が考える実用的な使用法で運用しています。
FT601自体は、大きく２つのモードがあります
・Multi-Channel FIFO
・245 Synchronous FIFO mode

本ボードは、高速データ転送が目的なのでそのための245 Synchronous FIFO mode　に特化しています。Multi-Channel FIFO modeは、関わっておりません。
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●FT601データシート

USBブリッジデバイス−FT601は、メーカーリンクからダウンロード下さい　https://ftdichip.com/
他にサンプルプジェクトなどがあります

FT601データシート DS_FT600Q-FT601Q IC Datasheet.pdf https://ftdichip.com/wp-content/uploads/2020/07/DS_FT600Q-FT601Q-IC-Datasheet.pdf
D3XX プログラマーズガイド AN_379 D3xx Programmers Guide.pdf https://ftdichip.com/wp-content/uploads/2020/07/AN_379-D3xx-Programmers-Guide-1.pdf
基板情報 DS_UMFT60xx module datasheet.pdf https://ftdichip.com/wp-content/uploads/2020/07/DS_UMFT60xx-module-datasheet.pdf

●スペック

●転送帯域幅   当社調査で、最速レベルなUSB3汎用ボード

●シーケンス解説

用語 用語の解説
当システムを理解するのに必要
バスタイムチャート 転送単位
バースト動作とパケットの関係、API

　★バーストの実態がわかる		 バースト動作の詳細
パケットの詳細
APIの解説
AC特性の調整　

　★重要		 バスは100MHzバーストのため、安定動作のための遅延設計
※遅延設計は聞きなれないと思いますが、ここが重要
高帯域を実現するテクノロジー

●開発環境

・Cコンパイラ
自由に選択できますが、ここでは、Visual Studio 2019無償版（マイクロソフト社）を使用

・FPGA合成ツール
ISE Design Suite 14.7無償版（XILINX社）



●FPGAデータシート

FPGA−SPARTAN6は、メーカーリンクからダウンロード下さい　https://docs.xilinx.com

Spartan-6 フ ァ ミ リ 概要 https://docs.xilinx.com/v/u/ja-JP/ds160
Spartan-6 FPGA コ ン フ ィ ギ ュ レーシ ョ ン https://docs.xilinx.com/v/u/ja-JP/ug380




●アプリのドライバ


構築のページでドライバーをダウンロードして頂き、解凍した３つのファイルを、Cソースファイルと同一フォルダに置きます

FTD3XX.dll
FTD3XX.h
FTD3XX.lib

※32bit、64bit用があります。作るアプリに合わせてどちらかを選択ください

ソースファイル内で使用を宣言しています。文頭のあたりを覗いてもらうと以下が記述されています
参考ソースは、実用のページからソースがダウンロードできます

ソース文頭：　*.cpp

#define FTD3XX_STATIC
#pragma comment(lib, "FTD3XX.lib")
#include "FTD3XX.h"



●FPGAコンフィグ
SPI　コンフィグ SP-ROM　によるコンフィグ
コンフィグファイル作成、コンフィグファイル書き込み、
JTAG　コンフィグ メーカーのJTAGライターによるコンフィグ



●基板関係

USB3の基板設計   高帯域を実現する、USB3の基板設計
ユーザーコネクタ、等長配線 2個のユーザコネクタがあり、FPGA間信号は、等長性を持たせています

※PCB-CADは基板コピー防止のため非公開とします。ユーザー様が注意すべき情報は提供します。回路図は別途提供しています。


●USBコネクタ

なぜ、USB3ケーブル（A-microB)なのか

・FTDI社がFT601の評価ボードを販売しています。そこに使われてる物と同じにしました。FTDI社推奨です。
・Type-Cを使うと、コネクタとFT601間にマルチプレクサのICを挿入するのでその分コストがかかる。また、そのマルチプレクサが高帯域にどう影響するか不明です。
コネクタmicroBが、高帯域には適切かと考えています。当ULOGは、高帯域を追求していますので、この理由でType-Cは使用しておりません
microB　コネクタ

型番：
GSB343K33HR
Amphenol ICC



●ULOGボードの構造　−　FPGAが必要な理由

FT601は、それ単独では動作できません。FTDI社もFT601開発ボードを販売されていますが、そのボードには、FPGAは搭載されておらず、ユーザーが、拡張端子になんらかの外部FPGAボードを付けることで始めて動作できます。
参照、”UMFT60x FIFO TO USB 3.0 Bridge Evaluation Board”　で検索

単独で動作できないとは、FT601の外部にFPGAを付けることで、ハンドシェークし、データRD/WRをするしくみになってるということです。
UROGボードは、ボード内に、FPGAが搭載されているので、このボードだけで、実用できるということです
ULOG　ブロック図

拡張コネクタに、生信号、ADCボードをなど接続すればそのままの信号をFPGAに入力し、FT601で、PCアプリへ取り込むことが出来ます。
（FT601と拡張信号コネクタだけでは、ハンドシェークできないので、例え拡張コネクタに信号レベルを入力しても、FT601がエラーして取り込めません）


●FPGAの選択の説明

なぜ、SPARTAN6（FPGAとして旧タイプ）なのか
ULOGボードはなるべく低価格を目指したためです

・このFPGAは低価格。QFP形状なので基板を4層構造にでき、基板コストが下がります。（BGAにすると、6層基板になりコストが上がります）
・FT601の、外部IF速度は、最大100MHzなので、ハイエンドのFPGAは必要ない
・このFPGA自体はよくできていて、実働で、250Mbpsは確認できているので、一般用途には充分と考えます。

・内部RAMが足りるかですが。XC6SLX9は560Kbiot、大して多くはありません。そこは、USB3が高速なことでRAMにためるよりUSB高速伝送して、直接PCメモリしまうという発想でカバーできると考えます。



回路図


工事中






※ULOGは、デルタコア社オリジナル開発です。
記載されている各名称、製品名は、各社の商標、または、登録商標です。
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