FPGA-Rx-Familie

Skalierbare FPGA-Prototypen-Boards für kontinuierliche Datenströme.

Leistungsfähige Entwicklungsumgebungen für Labor und Feld

Die FPGA-Boards der Rx-Familie sind Prototyping-Boards für den Einsatz bei der digitalen Vorverarbeitung schneller paralleler Datenströme bis zu 40Bit. Der Entwicklung lagen drei Hauptkriterien zu Grunde:

1. Standalone Board für den Einsatz sowohl in Testaufbauten als auch im Feld

2. Einfache Konfiguration des FPGAs 

3. Skalierbarkeit von mehreren Boards und "plug'n play"-Fahigkeit.

 

Sämtliche Entwicklungsarbeiten wurden im Fraunhofer IIS durchgeführt, damit das Wissen komplett aus einer Hand zur Verfügung steht und genutzt werden kann.

Einsatzbereiche

Die FPGA-Boards R2 und R4 befinden sich seit 2002 in zahlreichen Industrie- und Forschungsprojekten aus dem Kommunikationssektor im Einsatz:

• Software-Radio für drahtlose Kommunikation
• Digital-Receiver in Kombination mit adaptiven Antennen 
• Digital-Receiver für genaue Entfernungsmessung 
• Sensorabtastung mit Echtzeitverarbeitung im Werkzeugbau 
• Monitoring und Controlling von Hochfrequenzschaltungen 

 

Bei weiteren Fragen zu den Applikationen nutzen Sie bitte unser Kontaktformular.

 

Board R2

Das Board R2 ist ein FPGA-Prototyping Board für den Einsatz bei der digitalen Vorverarbeitung von schnellen parallelen Datenströmen.

Highlights	Standalone Board für den Einsatz sowohl in Testaufbauten als auch im Feld  infache Konfiguration des FPGAs  Skalierbarkeit von mehreren Boards  Schaltplan, Layout und FPGA-Konfiguration aus einer Hand  Umfangreiches Zubehör
Merkmale	National-Instruments 6533DIO-32HS-Karten kompatible SCSI Schnittstelle  985.882 Gatter Xilinx Virtex-XCV600E™ FPGA / alternative Bestückung möglich CF-Card-Laufwerk  Serielle Schnittstelle  JTAG Schnittstelle  Logic-Analyzer-Port  Frei benutzbare Leuchtdioden und Taster
Xilinx Virtex-XCV600E Platform FPGA	Gatter 985.882 CLB Matrix 48 x 72 Logic Gates 186.624 Distributed RAM bis zu 221.184 Bits Anzahl SelectRam Blöcke 4096 x 72 Bits Eine alternative Bestückung ist möglich. Weitere Informationen unter Virtex&Virtex-E Product Tables.
Konfiguration	Plug and Play/Hotplug durch Flash Card IEEE Std. 1149.1 boundary-scan (JTAG)-Unterstützung
Schnittstellen	2 x SCSI je 40 Pole TTL Semi-RS232 Schnittstelle
Peripherie	24 I/O über Pfostenstecker Leuchtdioden 2 x 7 + 3 Konfigurations Led 3 Neukonfigurations-Taster (RST)
Spannungsversorgung	Interne stab. Spannungsversorgung 3,3 Volt und 1,8 Volt Eingangsspannung 5 bis 10 Volt

 

Board R4

Das Board R4 verfügt neben allen Merkmalen des Boards R2 über zwei FPGAs und weitere Schnittstellen.

Highlights	Mit 3.138.356 Gatter mehr als doppelt soviel Leistung wie unser FPGA-Board R2 Standalone Board für den Einsatz sowohl in Testaufbauten als auch im Feld  Einfache Konfiguration des FPGAs  Skalierbarkeit von mehreren Boards  Schaltplan, Layout und FPGA-Konfiguration aus einer Hand  Umfangreiches Zubehör
Merkmale	2 x 1.569.178 Gatter Xilinx Virtex-XCV1000E™ FPGA / alternative Bestückung möglich CF-Card-Laufwerk  2 x serielle Schnittstelle, parallele Schnittstelle National-Instruments 6533DIO-32HS-Karten kompatible SCSI Schnittstelle Takt Oszillator On-Board Batterie zum Datenerhalt Logic-Analyzer-Port Frei benutzbare Leuchtdioden und Taster On-Board Speicher (4 MB SRAM, 2 MB Flash)
2 x Xilinx Virtex-XCV1000E Platform FPGA	Gatter 1.569.178 CLB Matrix 64 x 96 Logic Gates 331.776 Distributed RAM bis zu 393.216 Bits Anzahl SelectRam Blöcke 4096 x 96 Bits Eine alternative Bestückung ist möglich. Weitere Informationen unter Virtex&Virtex-E Product Tables.
Speicher Datenbusbreite 32 Bit	2 x WED2DL32512V SRAM Organisation 512 K x 32 Kapazität 2 x 2 Mbyte 2 x Intel 28F128J3A StrataFlash Memory Organisation 8 M x 16 Kapazität 2 x 16 Mbyte 4 x HM62W8511H SRAM Organisation 512 K x 8 Kapazität 4 x 0,5 Mbyte Atmel Serial EEPROM AT25040 Organisation 512 K x 8 Kapazität 4 K
Konfiguration	Plug and Play/Hotplug durch Flash Card IEEE Std. 1149.1 boundary-scan (JTAG)-Unterstützung
Systemüberwachung	Dallas DS1302 Trickle Charge Timekeeping Chip (RTC) Maxim Max6708 Watchdog Timer
Taktversorgung	Intern über Quarz-Oszillator Extern über SMA-Buchse
Schnittstellen	2 x National DIO SCSI je 40 Pole TTL 2 x Serielle Schnittstelle RS 232 Parallele Schnittstelle
Peripherie	24 I/O über Pfostenstecker 3 x Konfiguration LEDs Neukonfigurations-Taster (RST)
Spannungsversorgung	Interne stab. Spannungsversorgung 3,3 Volt und 1,8 Volt Eingangsspannung 5 bis 10 Volt

 

FPGA-UFB Familie

Die FPGA-Boards UFB und UFBx wurden entwickelt, um Industrie-Applikationen mit hohem Datendurchsatz über Firewire mit dem PC zu verbinden.

Merkmale

• Ein oder mehrere FPGAs verschiedener Komplexität möglich
• Erweiterbar durch eigene Module oder Boards über universelle Schnittstellen
• Anbindung an kundenspezifische Schnittstellen möglich
• Schnelle, standardisierte IEEE1394 Firewire-Schnittstelle (400 Mbps) zur Datenanbindung an den PC
• Vielfältige Überwachungs- und Diagnosemöglichkeiten der Plattform auf dem PC
• Stand-alone-Betrieb möglich

Anwendungsbereiche

• Evaluierungs-Plattform für die ASIC-Entwicklung
• Echzeit-Verifikation von VHDL-Code
• Komplexe Signalverarbeitung mit schneller Datenübertragung und / oder schneller Datenanbindung an den PC (z.B. digitale Radioempfänger)
• Beliebig erweiterbar durch individuelle projektspezifische Module (z.B. DSP, ADC, DAC)

In einem Pilotprojekt in Kooperation mit der Firma Transradio wird ein Rundfunknetz aufgebaut, um die analogen Lang- Mittel- und Kurzwellenbereiche zu digitalisieren. Sender und Empfänger ist das FPGA-Board UFB. Im RELY Projekt wird das FPGA-Board UFBx für terrestischen und satelliten Radioempfang eingesetzt.

 

Board UFBx

Das FPGA-Prototyping Board UFBx verfügt über alle Merkmale des UFB-Boards und ist in hohem Maße universell einsetzbar durch die Verwendung individuell entwickelter Module.

Highlights

• 2 x Firewire IEEE1394 Anschlüsse zum PC
• Mainboard mit Modul Interface
• Stand-Alone Betrieb möglich
• Einfache Konfiguration des FPGAs durch Flash-Speicher auf dem Mainboard
• Schaltplan, Layout und FPGA-Konfiguration aus einer Hand

Merkmale

• Verschiedene Module können kombiniert werden
• Xilinx Virtex-II XC2V4000 / 6000/ 8000 FPGA (Basis-Modul)
• Konnektoren für eigene Module
• Microcontroller
• Serielle Schnittstelle
• OCDS und JTAG Schnittstelle
• Schnittstelle zu externem Takt
• Takt Oszillator On-Board
• On-Board Speicher (SRAM, Flash)
• Variable Spannungsversorgung

Details

FPGA-Modul: Xilinx Virtex-II XC2V4000 Platform FPGA

• Logic Cells 51.840
• BRAM (Kbits) 2.160
• 18x18 Multipliers 120
• Digital Clock Management Blocks 12
• Max Dist. RAM 720 Kb
• Max Available User I/O 912

alternativ:

• Xilinx Virtex-II XC2V6000 Platform FPGA,
• Xilinx Virtex-II XC2V8000 Platform FPGA,

Weitere Informationen: Virtex-II Platform FPGA

Microcontroller

• Flash AM29LV065DU90 - 64 Mbit (8 M x 8)
• SRAM HM62V16256CLTT-5 - 4 Mbit (256 K x 16)

FPGA

• SRAM TC558512J - 4 Mbit (524 K x 8)

Konfiguration

• Konfiguration mehrerer FPGAs durch das Mainboard (Flash 8Mx8) oder
• Boundary-Scan über JTAG-Schnittstelle (X502)
• OCDS (Debugging für Microcontroller)

Datentransfer

• 2 unabhängige, schnelle parallele Daten-Kanäle (PC zu UFB Board und/ oder UFB Board zu PC, bis zu 400 Mbps)

Taktversorgung

• Intern über Quarz-Oszillator
• Extern über SMA-Buchse (50Ohm)

Schnittstellen

Mainboard - Modul Interface

• Das Interface besteht aus 2x300 Pins
• Bereitstellung von SRAM-Speicher (512kx8) auf dem Mainboard
• General Purpose I/O (GPIO)-Leitungen
• Leitungen zu dedizierten Clock-Pins der FPGAs
• 2 schnelle parallele Schnittstellen zum Firewire Link Layer Controller (je 8 bit, max. 24 MHz)
• Leitungen zum Booten mehrerer FPGAs
• Verbindung zum Application Interface (s.u.)

Mainboard - Application Interface

• Application Schnittstelle mit 200 Pins über Standard 2.54 mm Buchsenleiste
• Leitungen zu dedizierten Clock-Pins der FPGAs
• Verbindung zu General Purpose I/O (GPIO)-Pins der FPGAs
• Stromversorgungsleitungen

FPGA-Modul:

• Modul Interface zum Mainboard
• Modul Interface zum nächsten Modul
• Erweiterungsstecker 50 pol. mit Clock und Datenleitungen

Spannungsversorgung

• Über IEEE1394a (8-32V) oder extern über X100,X101 (8-20V)

 

Zubehör

Folgendes Zubehör steht für die FPGA Prototypen-Boards R2 und R4 zur Verfügung:

AD-Board

Highlights

• HighSpeed 80 MHz 15 Bit A/D-Wandler (AD6645)
• Einfache Plug-and-Play Verbindung zu andere Komponenten
• D/A-Wandler zur Steuerung analoger Stellglieder

Merkmale

• A/D-Wandler AD6645
• 2 x 4fach D/A-Wandler LTC1458
• 8 digital programmierbare analoge Ausgänge zur Stellgliedsteuerung
• mehrere Messpunktanschlüsse

Adapter für Agilent Logic Analyzer

• 2 x DIO SCSI (leiten 40 Bit weiter)
• 2 x Ports für Agilent Logic Analyzer mit Wiederstandsarrays

IP-Cores

• VHDL Toplevel
• UCF-Dateien
• Segmentsteuerung
• FIR-Filterkerne von redFIR (hier generieren)
• CorePool: Zeit- und Kosteneinsparungen im Entwicklungszyklus durch Intellectual Property

 

Support

FAQ

Lassen sich R2- und R4-Boards auch miteinander kaskadieren?

Ja, die DIO SCSI-Ports haben die gleiche Belegung. Es muss jedoch bei beiden FPGA-Boards derselbe elektrische Standard konfiguriert werden.

Kann man die Flash-Card während des Betriebs entfernen?

Ja, die Konfiguration der FPGAs bleibt solange erhalten und funktionstüchtig, solange die Betriebsspannung anliegt.

Fragen zu den FPGA-Prototypen Boards bitte an: ec-info@iis.fhg.de

• Dokumentation [ PDF 2.8MB ]