posted by rerofumi

2006/9/19 火曜日 2:52:27

CPLD ボードができたので、当初の目的であったカップラーメンタイマーのロジック作成を行う。

カップラーメンタイマーと言っても、3分とかが計測できるというだけで要はスタート値固定のダウンカウンターである。
7セグメントは同時に1つしか点灯できないので、高速で表示位置を切り替えていくダイナミックドライブ方式を用いる。後は10進数カウンターを桁数だけ繋げるのと、ボタンが押されたときに規定値にセットされるような仕組みがあればよいはず。
ボタンは 3つ用意してあるのでそれぞれ「180秒」「240秒」「300秒」のスタートとする。これで大抵のカップラーメンに対応できるだろう。

ま、なんとか完成。
単純なカウンターだけなら 6桁も余裕なんだけれども、カップラーメンタイマーとして作り込んでいったら CPLD のロジックが足りなくなったので 5桁に落としている。
まあ、それでも 10ms 単位で表示できているわけだから十分かと。

オシレーターの出力が可変にできない問題の関係で分周カウンターに結構レジスタが食われているので、このへん修正すればもちょっとマクロブロックが空くかもしれない。後わりと無駄な部分も多いからなあ。

VHDL ソースコード
cpld_ramen_timer.zip

基板制作もロジック作成も適度に難しくて良いトレーニングになりました。
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posted by rerofumi

2:00:23

制作編。
プリント基板もできた事だし、さっそく作成。
一番の問題は、片面基板で作った事によるジャンパー線。ジャンパー線を作るのに普通のスルホール＆表面配線でつくってあるというのは前回記述したとおり。それ自体は問題ないのだけれども、なんせスルホール扱いなのでパッドが 0.8mm のホールが 0.5mm とかなり小さい。ドリルでの穴あけは慣れたこともありまあなんとかなるのだけれども、小さなパッドとぎゅうぎゅうに押し込まれたパターンへのハンダ付けが困難を極める。ちと気を抜くと隣のパターンとブリッジするのでハンダ吸い取り線大活躍で少しずつ事を進める。

ジャンパー完了した基板表面はこんな感じ。
ここまで終わったらテスターとルーペでブリッジショートしていないか地味にチェック。案の定問題点がみつかり無事修復、一箇所だけだけど。

後は普通に部品のハンダ付け。

ジャンパー線のハンダ付けに比べれば CPLD の QFP ハンダ付けなぞ楽勝ですよ。

ドリル穴を減らすためにできるだけ面実装部品を使用したので、表はほとんど何もない感じ。

JTAGダウンローダでチップが見えていることを確認できて、これにて完成。
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posted by rerofumi

2006/9/18 月曜日 5:43:06

基板編。
CPLD でカップラーメンタイマーが作れるようなトレーニングボードを作ろうとか言い出して月日は流れ。
当初は PCBE を使ってちょびちょび手作業でプリント基板のアートワークを作成していたのだけれども、あまりの難しさに遅々として進まず。それよりも、絶対どっかでミスが入るだろコレ、という危機感に苛まれて CAD を EAGLE free 版に乗り換えてみる。
オートルーター目当てではあるけれども、回路図とアートワークにずれが無いことを検出してくれるあたりを頼っての事。

EAGLE は確かにライブラリから部品を探し出すのが難しすぎる。検索機能とかないんかね。とはいってもそんなに苦労もせず回路図をひきなおせた。

オシレーターの出力は 5V だけれども XC9572XL は 5V の入力に耐えるのでそのままつっこんでいる。
ここで ERRATA。完成した後でわかったのだけれども、オシレーターの分周比設定を 5V に繋いでいるけれども GND が正解らしい。この回路図の通りに作ると、どんなにスイッチを設定しても 78.125khz しか出てきません。

この回路を片面基板で作ろうというのが今回の無謀な企画。

当然ながらオートルーティングは途中でギブアップをする。上の図は 79％のルートを張り終えたところでギブアップしている。これでも部品の配置を最適化したり、色々と手を入れた後での結果。何も考えないで部品配置すると、60％くらいしかオートでひけなかったりした。
後は手作業でちょびちょび修正して、できるだけ最低限のジャンパーで済むように組み立てていく。

赤い線が部品面のラインで通常は両面基板なのだが、今回はこの部品面の線をジャンパー線としてスズメッキ線の実装で作ろうという作戦。

なんとか完成。

これを感光基板に焼き付けて作成。
CPLD の足は 0.5mm だし、線間は 0.3mm 程度と細かいアートワークなのだけれども、ずいぶんと慣れたもので焼き付けとエッチングに問題なし。

完成。うむうむ。
が、部品を挿して確認していたりしたら妙な違和感が……。
orz 鏡反転のものを作ってしまった。
穴開けし終えてから気づくなよ……。
(この間数日が経過)

気を取り直して再度作成。
今度こそ完成。

最終的なプリントパターンはこんな。参考までに。
cpld_led_circuit_pattern.pdf

プリント基板作成ってそんじょそこらの脳トレーニングとは比較にならないくらい頭を使うよなあ。パズル的に楽しめる範囲であれば面白いのだけれども。
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posted by rerofumi

2006/9/1 金曜日 23:21:51

おー、これまでICしか扱っていなかった秋月電子で、PSoC の MINIPROG とコンパイラライセンスの販売が始まっているなあ。
MINIPROG は簡単な EVAL が付いてくる奴で、私が所有しているのと同じ奴。
Cypress 本社通販や Digikey でも在庫が少なくて直ぐ売り切れるアイテムだった(そしてなかなか入荷しない)から、欲しい人はお早めに入手した方がよいかも。

もちょっとちゃんとした開発実験をしたいなら 7000円くらいの EVAL kit の方がオススメですけれどもねー。
あのちっこいブレッドボード部分が中々に便利なのですよ。

みんなも PSoC で遊ぼうよ。
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