Tips on VisA Prototype Card

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始めに

VisA Protoype Cardは 京大富田研と 東京エレクトロンデバイス(株)が 共同で開発した PCIカードで, 「DDR-SDRAM搭載PCIカード型DVI評価ボード」 TD-BD-PCI2DVIとして 東京エレクトロンデバイス(株)から購入可能です。

ボリュームレンダリング処理に要求される 高いメモリバンド幅を提供するために SO-DIMM型のDDR-SDRAMを2ch 登載し, 4.2GB/s(DDR266のメモリ登載時)〜5.3GB/s(DDR333のメモリ登載時)の最大メモリ バンド幅を有します。また、DVI-D(Dual link)のカードエッジコネクタを 入出力各々1ch 装備し, 各ch 最大で 960MB/s の転送速度を有する ネットワークを構成可能です。また, このインタフェースは通常の DVI-D (Dual link) 対応の TMDS chip を介してFPGAと接続されており, 出力を DVI-D規格に準拠した 液晶ディスプレイ等に直結可能です。標準品では, FPGAに Xilinx社の VirtexII XC2V6000-5 (FF1517パッケージ)が登載されています。

付録のサンプルプログラムについて

System ACE CFのステータス表示LEDについて

ACE_xSTATE LED 消灯コンフィギュレーション・ステートがIDLE
点滅コンフィギュレーション中
点灯FPGAのコンフィギュレーション DONE
ACE_xERR LED 消灯エラー未検出
点滅JTAG Chain に CF が含まれている構成で CFカードが未装着
点灯エラー検出

JTAG経由でのプログラムダウンロードについて

XilinxのiMPACTを使ってJTAG経由でコンフィギュレーションする場合, JTAG chain の自動認識で SYSTEM-ACE CF と FPGA(XC2V6000) の2つが 認識され, この両方に対する bit stream を設定しないとうまく configuration が できません。

ここで必要となる System ACE CF の bit stream (正確には Boundary Scan Description Language file) には、Xilinxサポートページ@USAの BSDL Filesの ページからダウンロードできる System ACE用の BSDL File (xccace.zip あるいは xccace.tar.Z)を解凍した後、その中に含まれる xccace_tq144.bsd を指定してください。

その上で、FPGA用の bit stream を指定します。

両方の設定ファイルが揃った段階で、iMPACTのFPGA側を選択して (chipの絵が緑になります), 右クリックでメニューを表示し「program」を実行します。 iMPACTのダイアログ画面に "Baundary Scan Chain Validating Successfully" と "2 Programming Device..." と表示されたあと、暫くの間、ツールが固まって しまいます。が、しかし、数分間はじっと我慢してください。(私の環境では 約1分少々でした。) うまくダウンロードできれば "Programming Successfully" のメッセージが表示されます。

なお、JTAG経由でFPGAのコンフィギュレーションを行なう場合は、CFカードを外して おく必要があります。また、この間は System ACEのステータスLEDは (xSTATE LED : 消灯、 xERR LED : 点滅)となりますが気にしなくて結構です。

環境にも依存すると思いますが、デバッグの間は CFを頻繁に抜き差しするよりは JTAGダウンロードの方が早いような気がします。

System ACE CF用データの作成について

iMPACTを使って, デフォルト設定のままで CF用データを作成しても、 うまく configuration できません。(ACE_xERR LEDが点灯状態になります。) 何故かな???

Xilinx の Core Generator を使ってFPGA内にROMを作って使う方法(例)

VisA Pro とは直接関係しませんが, ....

以下の説明は, Verilog 版の場合です。
1)  [プロジェクト]-->[新規ソース]で 「Coregen IP」を選択し,
      ファイル名を指定して(例えば ROMcore ), [次へ]をクリック
      (プロジェクトに追加 は check しておく)
      ディレクトリ, ファイル名を確認して [完了]

      ここで, CORE Generator が起動します。

2) Memory and Strage Element --> Single Port Block Memory
      コンポーネント名	rom4k24
      [読み出しのみ]
      メモリサイズ		幅24	ワード数 4096
      プリミティブの使用	4k x 4
      レジスタオプション	レジスタ入力に check
      出力レジスタオプション	追加する出力パイプステージ	1
      ピン極性		デフォルトのまま
      初期設定はそのまま

      「ファイルを読み込む」をクリックして  ????.coe ファイルを指定
		(注)ここで 読み込みの間 一時動作がストップします。
   以上を設定して, 「生成」をクリック
   しばくして	
	(Single Port Block Memory 5.0) 
	を生成しました
   が表示されるので, 「了解」をクリック

   この時点で, CORE Generator の 中段 「生成されたモジュール」ウインドウに
	rom4k24
   が表示されます。 ここで COREgenerator を終了します。

3) Project Navigator に戻ると「プロジェクトのソース」欄に rom4k24 が
   追加されています。

  「編集」-->「言語テンプレート」-->
	「COREGEN」-->「VERILOG Component Instantiation」 の中に
   rom4k24 のテンプレートができているので, 必要に応じて 自分の ???.v で
   使用する。
24bit幅ROMのcoe fileの例
MEMORY_INITIALIZATION_RADIX=2;
MEMORY_INITIALIZATION_VECTOR=
000000000000000000000000,
111111110000000000000000,
000000001111111100000000,
000000000000000011111111,
111111111111111100000000,
111111110000000011111111,
000000001111111111111111,
111111111111111111111111,
  .... 
101010101010101010101011;
RADIXは 2以外も可能なはずです。 VECTOR の数値列は途中改行は あってもなくても構いません。

DVI Link通信実験

ローカルループ

メモ:DVI Dual Link にすると電源ノイズが異常に大きくなってエラーレートが
急増. 動かないわけではない.  3.3V系を外部電源にしても変らず. 5V系も外部
電源にして原因調査中(2004/01/B 現在). 

メモ:(2004/01/14)
1)T2TxCはDVI Conn. につながっていない。(回路図P2では出力されているがP1でNC処理)
2)T1TxCはDVI Conn. のTDMS CLOCKへ接続。
3)R1RxC と R2RxC は共通で DVI Conn. のTDMS CLOCKから供給。
  ただし、ダンピング抵抗(R323,R324)が直列に入っているため、R2RxCの直前でカット可能。
    [対策案1]T2TxCの微調整(これはかなり難しそう.外付で「トリマ」でも入れる?
                            温度/電圧依存をクリアできない?)
    [対策案2]T2TxC を DDC端子を使って供給 + R323/324をカットしてDDC端子から
              バイパス (現実的であるが外科手術が必要. & DVIケーブルのDDC端子
              間の接続法に依存?)
    [対策案3](非現実的?)R2側で位相ずれを予測した符合補正(一意性が保証でき
              ない? Blank期間中の符合パターンに落ちると多分 元に戻せない.)

何ら対策をしなくても DVI Dual の受信だけであれば問題なく動くはず(^^;


メモ:23.5時間でエラーが発生したというわけではなく、誤って電源コードが抜けてしまった為の23.5時間です(^^;      24時間でやめようと思っていたのですが残念.

メモ:(パチパチ音の有無に無関係に)セータの静電気は物凄いノイズ源。(すこし上等の)OA Chairから立つときの
静電ノイズがこんなに凄いとは!!  500MHzサンプルのロジアナでしっかり
ノイズを拾ってくれます(2003/12/27の漏水事故の影響か??)。
パイプ椅子だと大丈夫(^^;

メモ:使用したケーブルは、IDK社のデジタルDVIデュアルリンク接続ケーブル 3m (DVIP/DVIP-D03)(代理店経由で4800円でした)です.
3Gbps以下のシングルリンクの実験では、同社の DVIP/DVIP-S03(3m, 4500円) ならびに
Arvel社の AD343 (1.5m, 2800円)でもテストを行ないました. 


その他

VisA Prototypeカードに関する、情報、コメント等を歓迎いたします.
  1. H15年度インターン樋口さんの作品の一部(lzh file) (KU 内のみアクセス可能)

Last modified: Tue Jun 15 15:10:02 JST 2004