Ti375 GNSS / IMU FPGA Kartı
Efinix Ti375C529 FPGA, MAX2771 GNSS alıcısı, Murata SCH16T-K01 IMU ve FT4232H USB debug arayüzünü tek kartta birleştiren 8 katmanlı KiCad 10 tasarımıdır.
Durum: Şema ve placement günceldir; kart henüz route edilmemiştir. Üretime gönderilmeden önce routing, zone fill, final DRC ve üretim dosyası kontrolü tamamlanmalıdır.
Kartın özeti
| Blok | İçerik |
|---|---|
| FPGA | Efinix Ti375C529, 0.8 mm pitch C529 BGA |
| GNSS | MAX2771, GPS L1/L1C aktif anten girişi, 50 ohm CPWG RF hattı |
| IMU | Murata SCH16T-K01, SafeSPI bağlantısı |
| Debug | FT4232H üzerinden hard JTAG, RISC-V JTAG ve iki UART |
| Genişleme | 4 adet Digilent 2x6 PMOD: 2 x 3.3 V, 2 x 1.8 V |
| Konfigürasyon | 1.8 V QSPI flash, CDONE ve CRESET test noktaları |
| Besleme | USB-C veya korumalı harici 5 V; sıralı 0.95/1.8/3.3/3.0 V rayları |
| Mekanik | 155.1 x 90.0 mm, 8 katman, dört montaj deliği |
Yapılan temel tasarım kararları
- Ti375 üzerindeki bütün kullanılabilir pinler konnektöre çıkarılmadı. Yalnızca özel fonksiyonlardan arta kalan 32 GPIO dört PMOD üzerinde kullanıldı.
- Büyük genel amaçlı header, jumper grubu ve ARM 10-pin hard-JTAG konnektörü kaldırıldı. Gerekli bring-up sinyalleri 15 yerel test noktasına dağıtıldı.
- FT4232H interface 0/A RISC-V JTAG'a, interface 1/B FPGA hard JTAG'a ayrıldı. FPGA'ya giden debug çıkışları güç-domain izolasyonundan geçer.
- Hard JTAG TCK, TMS, TDI ve TDO hatlarında FPGA tarafında 10 kohm pull-up bulunur.
- Harici reset için JST-SH konnektör, kart üstü buton, RC filtre ve ESD koruması eklendi.
- FTDI reset, harici reset ve power-fault istekleri CRESET_N üzerinde ayrı açık-drenç sürücülerle birleşir. Aktif-düşük mantıkta bu yapı reset isteklerinin OR'lanmasıdır; çıkış çatışması oluşturmaz.
- Core, 1.8 V, 3.3 V, 3.0 V ve LM3880 sequence sonucu bağımsız olarak izlenir.
ALL_FPGA_POWER_OKgeçerli olmadan CRESET_N bırakılmaz ve FPGA'ya giden FTDI sürücüleri etkinleşmez. - RF ve USB hatları autorouter sonucuna bırakılmaz; son aşamada deterministik, denetlenebilir geometriyle oluşturulur.
Güç ve reset akışı
USB-C / EXT 5 V
|
SYS5
|
0.95 V core ---- CORE_PG
|
LM3880
+---- 1.8 V ---- PG_1V8
+---- 3.3 V ---- PG_3V3
+---- FLAG3
|
3.0 V DIG ---- TPS3808 (20 ms) -------+---- ALL_FPGA_POWER_OK
|
+--------------------+---- CRESET_N release
+------------------------- FTDI buffer enable
EXT_RESET_N ---- filtre/ESD ---- open drain --+
FTDI BDBUS4 -------------------- open drain --+---- FPGA_CRESET_N
power-valid -------------------- open drain --+
Kullanıcı veya FTDI reseti yalnızca CRESET_N'i etkiler; power-good durumunu bozmaz. Bu nedenle raylar sağlıklıyken FPGA reset altında tutulsa bile JTAG erişimi korunur.
Hızlı başlangıç
KiCad 10 ve KiCad'in pcbnew modülünü içeren sistem Python'u gereklidir.
python3 -m pip install -r requirements.txt
python3 scripts/generate_footprints.py
python3 scripts/generate_kicad.py
python3 scripts/generate_design_tables.py
/usr/bin/python3 scripts/generate_pcb.py
Kontrol:
kicad-cli sch erc --severity-all \
-o outputs/erc_final_reset.rpt hardware/board.kicad_sch
kicad-cli pcb drc --severity-all \
-o outputs/drc_final_placement.rpt hardware/board.kicad_pcb
Güncel placement kontrolünde ERC 0 ihlaldir. DRC'deki 12 isolated_copper
uyarısı ve 499 açık bağlantı, kartın henüz route edilmemiş olmasından
kaynaklanır; üretim öncesi kabul edilebilir final sonuç değildir.
Kaynakların önceliği
scripts/design_data.py: komponentler, pinler ve bağlantılar için tek kaynak.scripts/generate_pcb.py: placement, stackup, zone ve fiziksel PCB kuralları.scripts/generate_design_tables.py: Ti375 pin politikası ve constraint tabloları.hardware/board.kicad_schvehardware/board.kicad_pcb: üretilmiş güncel KiCad dosyaları.outputs/: BOM, kontrol raporları ve inceleme görselleri.
Elle yapılan değişiklikler tekrar üretimde kaybolabileceği için temel bağlantı ve placement kararları önce ilgili Python kaynağına işlenmelidir.
Ayrıntılı dokümanlar
- Donanım mimarisi ve pin kullanımı
- Ana komponent seçimi ve güç/akım kapasiteleri
- MAX2771, SCH16T, QSPI, FTDI ve test noktası bağlantıları
- Ti375 ball, bank, gerilim ve PMOD pin seçimi
- Ayrıntılı güç ağacı, sıralama ve reset davranışı
- Üretim, kontrol ve routing akışı
- Pin tabloları ve türetilmiş veriler
- Güncel çıktılar ve raporların anlamı
- Referans doküman politikası
