Ultra96V2用マルチI/O拡張カード

現在デバッグ中ですが、MIPI-CSI の動作確認できました。

開発イメージ

下記のようなイメージで開発している Ultra96V2 向けのI/O拡張ボードです。

設計コンセプト

コンセプトは

• FusionPCBさんの$4.9基板で作る
• ZYBO の良さ(PLのI/O機能の充実)の追加
• Raspberry PI の良さ(PSのI/O機能の充実)の追加
• 使いたい機能だけ部品実装すれば最低限のコストで使える

です。

機能

主な機能として

• PLの機能
  • TXS0108で3.3V双方向変換した12pin PMOD × 2個
  • RaspberryPI互換 MIPI-CSIコネクタ× 2個
  • LED × 4個
  • プッシュスイッチ × 2個
  • ディップスイッチ(4bit) × 1個
  • 25MHzクロック供給
• PSの機能
  • LED × 2個
  • TXS0108で3.3V双方向変換したGPIO
  • TXS0108で3.3V双方向変換したI2C
  • TXS0108で3.3V双方向変換したSPI
• その他の機能
  • 隠れると困るPWR/RSTスイッチの引き出し
  • 申し訳程度にUSB2.0信号を引き出したピンヘッダ

特に MIPI-CSI は、こちらを参考にさせて頂いて、基板厚 0.6mm の想定で設計時の机上計算のみ行っています)。

回路図

回路図はこちら

追加情報

こちらにブログ記事を書きました。

修正履歴

• Rev.1 2020/02/11

  • 修正内容
    • 初版
  • 動作状況
    • MIPI-CSI が同パターンの別基板でデータ受信でき無かったため、部品温存で試さずに Rev.2 製造へ

• Rev.2 2020/03/08

  • 修正内容
    • MIPI 配線レイアウト変更
    • 基板厚を 0.6mm に変更して発注
  • 動作状況
    • J3のMIPI-CSI動作確認(I2Cプルアップをリワーク修正)
    • J4のMIPI-CSI動作確認(I2Cプルアップをリワーク修正)
    • PMODの出力パルス波形確認
    • SW5(DIP-SW)の型番とフットプリントが不一致で実装できず
    • MIPI-DSIの端子をLVCMOS利用箇所でLVCMOS18と勘違いしておりLED点灯が暗い(実際はLVCMOS12)
    • 他はこれから試す予定

• Rev.3 2023/02/15

  • MIPI-CSI用 I2C プルアップ抵抗抜け修正(R23～26追加)
  • LS_GPIO_2 と LS_GPIO_6 の U4 への接続をスワップ
  • Q1-4 の DMN63D8LDW-7 -> DMN5L0-6DWK7 に変更(LVCMOS12対応)
  • SW5 の GDH04S04 のフットプリントが A6H-4101 用になっていたので両対応パターンに変更
  • fumi氏に HSコネクタに来ている信号のうち Bank65 に繋がるものがは 1.2V だと指摘頂き下記を修正
    • SW1, SW2, SW5 を FPGA内部PULLUPして論理逆で使う方針に変更(R35, R36, R31, R32, R33, R34 削除)
    • U3 を使わずにそのままピンヘッダへ (U3, C8, C10, R11, R12 削除)
    • KiCAD を 7.0.0 へ更新