NightFPGA（一）I/O分配、电源方案、关键器件成本

sky-Hawk where

本帖最后由 nightseas 于 2013-1-8 21:34 编辑

兔子这几天完善了一下方案，对I/O分配进行了核对，并初步选定了电源方案，PowerTree一定下来，就可以开始原理图设计了，在此之前，希望能够听取一下网友的意见。o_O

原方案帖在这里 http://eeboard.com/bbs/thread-5720-1-1.html

一、 IO分配

器件型号	拥有或占用I/O数量
XC6SLX16-2FTG256C	186
DDR2	48
QSPI Flash	6
VGA	28
CODEC	7
GE/FE	18
UART	4
SDIO	8
PS2	2x2=4
PMOD	6x2=12
High Speed Connector	40
LED	4
Button	4

二、 功耗计算及电源拓扑

器件型号	5V	3.3V	1.8V	1.2V	功耗
XC6SLX16-2FTG256C		2A	300mA	500mA	7.74W
MT47H64M16HR-3			120mA		0.22W
W25Q16BVSIG		20mA			0.06W
ADV7125JSTZ140		80mA			0.26W
WM8731S		20mA			0.06W
RT8211CL/RT8201EL		1A/74mA			3.3W/0.25W
CP2102	20mA				0.1W
SD Card		75mA			0.25W
PS2 MS & KB	800mA				4W
PMOD Connector		200mAx2			1.32W
High Speed Connector		500mA			1.65W
Total	0.82A	4.1A/3.17A	0.42A	0.5A	19.0W/15.9W

根据估算，FE配置下需要20W电源适配器，因而采用12V 2A AC/DC电源。

另外参考Siga-S16和初步设计的电源拓扑如下（比较业余，求电源高手指正！！）：

DDR2和FPGA Bank3的1.8V，以及VTT0.9V采用TPS51116提供，该芯片能够为1.8V提供10A电流，0.9V VTT可达2A，用在本应用中（包括在S16板卡中）绝对浪费。不过因为该芯片常用于笔记本、PC，量很大价格便宜，浪费也是可以允许的，如果有替代型号更好。

根据TI给出的数据，Spartan-6 LX16 VINT核电压最高需要500mA，不过Digilent和Siga的LX16板卡分别使用3A和2A的DC/DC，这让兔子深表犹疑，为保险起见，使用2A的DC/DC MP1482，同时5V电源也采用相同芯片供电。

3.3V用于整板的绝大多数IC、FPGA的IO和VAUX，以及扩展接口。这里兔子希望能够为PMOD和高速连接器提供充足的供电能力，于是选用一片RT8251（5A MAX）。TI的资料上显示，Spartan-6系列VAUX Imax=2A，VCCO Imax=1A，但兔子觉得有些离谱，但保守一些还是留给它2A。

三、 关键器件成本

功能类型	器件型号	网络价格 (RMB)
FPGA	XC6SLX16-2FTG256C	69 (某宝有卖40 >_<)
DDR2	MT47H64M16HR-3	19
Flash	W25Q16BVSIG	2
Video	ADV7125JSTZ140	20
Audio	WM8731S	8
Ethernet Phy	RT8211CL/RT8201EL	8/5
USB	CY7C68013A-56LTXC	21
UART	CP2102	5
Connector	2X40 0.8mm SMT	9
合计	FE配置，不计USB	137