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Smart-USB Plus製品
SX-Card6システム開発ボード
 Smart-USB Plus(TM)ファミリ   各種機器への組込が得意です.Smart-USB Plusロゴ
特長 | システム概要 | ハードウェア構成 | ソフトウェア構成 | FPGA開発環境 | 製品構成 | 資料 | ボードオプション | 製品問い合わせ

特長

1Gbメモリと大容量FPGA、USB2.0で柔軟なシステム開発を促進

  • 使いやすいUSB2.0インタフェースと無償開発ツールの利用できるXilinx FPGA(Spartan6)により、システム開発期間を短縮します.
  • USBデバイスドライバ、制御ソフト(オープンソース)、FPGAのサンプル回路(HDL記述)を標準添付.システム開発期間を短縮できます.
  • 面倒なDDR2制御も無償IPを利用できます

計測・制御機器のベースFPGAボードとして利用できます.

  • USB2.0でデータ収集/生成が簡単にでき、PCからのI/O制御も自由自在にできます.

組込用途に最適

  • お客様の最終製品に組込めるので、小ロット、多品種、短納期のシステム開発に最適です(ロイヤリティフリー).
  • ユーザI/O電圧を可変(1.2V〜3.3V)、2系統の混在も可能です.
    低電圧I/OやLVDSなどの差動信号にも対応.
  • AD変換ボード「ADD-16B8」と接続することで、USBによりアナログデータを簡単に収集できます.

重要なFPGAデータの流出を防ぐセキュリティ機能

  • FPGA内蔵のセキュリティ機能(AES)を利用できます.
  • FPGAと外部コンフィグROM配線を基板内層に集約、プロービングしにくい基板構成です.

USB2.0インタフェースでFPGAコンフィグ、データ収集/生成、
  FPGAのI/Oピン制御などが簡単にできます.

 
 
 

SX-Card6画像

SX-Card6 外観

 


当社はザイリンクス社のアソシエイトパートナーです


システム概要

組込に適した小型基板で提供
名刺サイズの小型基板に ザイリンクス社最新FPGA ( Spartan6 LX )とUSB2.0、DDR2を搭載し、外部基板との接続にはメザニンコネクタを採用して、高品質な信号の入出力ができます.
Spartan6 LXデバイスは、汎用ロジック設計向けに開発されたFPGAなので、様々なユーザ仕様に対応できます.SX-Card6はFPGA容量の異なる、2機種の製品をリリースしています.

フレキシブルで高品質な接続性能
システムを拡張するには、メザニンコネクタ(インピーダンス・マッチング・コネクタ)により外部基板と接続します.コネクタ収容するすべての配線に50Ωのインピーダンス・マッチングを行っているので、他のボードシステムと接続した際のシグナルインテグリティを向上し、ボード接続によるシステム性能の低下を防ぎます(右図の「HighSpped Connector」部分です).

また、FPGA-IO電圧を1.2V〜3.3Vまで可変できる他、LVDSやRSDSの差動信号にも対応するので、画像処理や通信処理などに適用できます. IO電圧は、各ハイスピード・コネクタ毎に設定できます。

外部メモリ
Spartan6-FPGAには、無償で使えるDDR2制御IPコアを実装できます.1GビットのDDR2を簡単に制御することができます.オンボードの48MHzクロックを利用して、648MHzのバスアクセスができます。

オプションボード
オプションボードの「Card-UNIV2」を接続すると、 2.54mmピッチに変換することができます(1個の高速コネクタを30ピンMILコネクタ4個に変換できます).
簡単な回路の追加やMIL系コネクタ接続に便利です.

オプションボードの「Card-UNIV3」を接続すると、48本のI/Oを2.54mmピッチに変換でき、+5Vインタフェースが可能になります.
SX-Card6にCard-UNIV3をスタックした上で、Card-UNIV2にスタックできます(3段スタック).

データ流出を防ぐ高セキュリティ機能
FPGA内蔵のAES機能によるFPGAデータの保護や、ICプロービングによるデータの流出を保護できます.最終製品デモや貸出などの状況でも、FPGAデータのセキュリティを高め、お客様の知的財産を確実に守ります.

【システム拡張例】
データロガー、画像処理、パネル表示などの拡張例があります.
USBを熟知した弊社が提供するデザインサービスをご利用ください.

<用途>
・産業機器へのUSB2.0-IF機能
・生産ラインでの製品検査治具
・AD/DAコンバータ基板と接続したデータ生成・収集
・イメージセンサなどの画像処理
・ASIC/IP評価システム
・USBを利用したデータ収集(計測)システム
・PCから制御する検査システム

【参考】
すぐにわかるSmart-USB Plus製品の使いやすさ

 
 
SX-Card6ブロック図
<SX-Card6 ボード ブロック図>

SX-Card6 ハンダ面
< SX-Card6 裏面 >
赤枠で示すコネクタにより外部基板と接続します.


 

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ハードウェア構成
基板サイズ/基板重量 W91 x H55 (mm) PbFree仕様  /  45g (本体のみ)
FPGA ザイリンクス社製 Spartan6 LXシリーズ(75K〜150K個 ロジックセル) 667ピンBGA
最速スピードグレード "3" により、内蔵BRAMのFmax=320MHz.
USBコントローラ サイプレス社製 CY7C68013A (FX2デバイス) 
サポートPLD FPGAコンフィグをサポートするICです.ユーザがカスタマイズすることはできません.
コンフィグROM M25P64 (64Mbit) :ザイリンクス製ダウンロードケーブルを使ってJTAGプログラムできます.
外部メモリ 1Gbit (8M x 16bit x 8bank) DDR2-667 (マイクロン製 MT47H64M16HR-3)
電源

単一5V外部給電 : USBバス給電(500mA/5V)で動作できます.
FPGA未コンフィグでUSB接続時の消費電流: 210mA/5V
突入電流 : 400mA以下

・FPGAコア電源:4A/1.2V (固定)
・FPGA I/Oバンクの一部、USB用電源:1A/3.3V (固定)
・FPGA AUX電源:1A/2.5Vまたは3.3V
・FPGA I/Oバンク用 2系統 :各 1A/(1.2V〜3.3V可変)
・DDR2用電源

電源ポート

* DCジャック (φ1.3 センター+):専用電源別売、  
* 2極小型コネクタ(Molex:53426-0210)

USBポート Mini-B タイプコネクタ 
シリアルポート * RS-232 1ch (ヒロセ電機:DF14シリーズコネクタ 5pin: コネクタ変換用ケーブル添付)
* I2C 1ch (2.54mmピッチ、1列3ピン、3.3V仕様 :コネクタ未実装)
高速ユーザI/O

200本 (1.2V〜3.3V可変、Max.Vin=4.0V, クロック専用入出力各2本含む) :
Samtec社製 QSH-060-01-L-D-Aコネクタ 2個に収容、 50Ωインピーダンス整合済み.
差動信号 最大23ch利用可能
FPGA I/Oバンクと共通のVCCIO(1.2V〜3.3V)と5Vを外部のボードに給電することができます.
各I/Oコネクタに収容するI/O電圧は、それぞれ独立して設定ができます.

拡張コネクタ 外部コンフィグ専用ポート(外部FPGAをコンフィグするポートです) .
外部JTAG専用ポート(外部のJTAGポートと接続してチェイン化できます).
水晶発振器 48MHz(オンチップPLLで可変可能)搭載 
3.2x2.5mmフットプリント 予備OSC搭載エリア 1個
5 x 7mmフットプリント 予備OSC搭載エリア 1個(低ジッタSAW発振器、LVDS仕様)

ソフトウェア構成
USBインタフェース

USB2.0仕様準拠(480Mbps HighSpeed :USBコントロール/バルク転送対応) 
(USB1.1(Full Speed)ポート、またはUSB2.0(Full Speed)ポートで動作します)

バイナリレベルですべてのデータを提供しています.
USBプロトコルに関する専用関数を提供しているので、ユーザ独自のアプリケーションを容易に構築できます.

・デバイスドライバ
・DLL
・ファームウエア (ボード上のEEPROMにプログラム済み) 最新バージョン 0201 h
・アプリケーションソフト(オープンソース)

対応PC

・ Windows 7 / 8 対応DOS/V機 (新しい制御ソフトウエア RefApp7にて対応)
・ Linux(Ubuntu8.10、openSUSE11.1rc1)  libusb0.1.12対応
・ Solaris10 対応

制御ソフトウエア

・ GUIベースの制御アプリケーション(RefApp7.exe)を標準添付しています.
・ オープンソースのソフトウエアなので、カスタマイズも容易です.
・ インターネットから常に最新の制御ソフトを入手可能できます (要 ユーザ登録).

制御ソフトウエアの機能は、こちらをご覧ください

LabVIEWサンプルプロジェクトを無償提供しています.
NI社のLabVIEW環境から制御できます.
LabVIEWで作成したリファレンス制御ソフトRefAppLV.exeを利用できます.

・ VB2010 Express用やExcel VBA用の制御ソフトウエアを無償提供しています.


FPGA開発環境
製品型番:SX-Card6/75C3のみ、ザイリンクス社Webサイトから無償のツール"ISE WebPACK"を利用できます.
それ以外は、正規版(有償)ISEツールでないと、コンパイルできません.

製品構成
SX-Card6/75C3

通常価格:\98,000 (税別)(標準在庫) 
XC6SLX75-3FGG676C搭載
(LC数:74.6K、内蔵メモリ:3Mbit、マルチプライヤ:132個、PLL:6個、スピードグレード3)

SX-Card6/150C3

通常価格:\128,000 (税別)(受注生産:在庫している場合もあります、お問い合わせください) 
XC6SLX150-3FGG676C搭載
(LE数:147.4K、内蔵メモリ:4.8Mbit、マルチプライヤ:180個、PLL:6個、スピードグレード3)

ボード付属品:ソフトウエアやハードウエア情報を収録したCD-ROM 1枚、USBケーブル 1本、外部給電用コネクタハウジング 1個.
ACアダプタは添付していません.ACアダプタで外部給電する場合は、オプションのACアダプタを一緒に購入してください.

セット構成 <8chのアナログ信号収集、信号処理がすぐに始められます>
SX-Card6/75AD 「SX-Card6/75C3」・「ADD-16B8」・「Card6-AC」を組み合わせたセット構成です.
セット価格:\196,000(税別)(標準在庫
SX-Card6/150AD 「SX-Card6/150C3」・「ADD-16B8」・「Card6-AC」を組み合わせたセット構成です.
セット価格:\226,000(税別)(受注生産

 


資料
技術データベース

・ Smart-USBPlus製品ページ 
・ 1台のPCで複数台のボードを制御する方法
・ サスペンド機能による消費電流の低減化

ボード仕様書

日本語 ver1.4 PDF:875KB
English ver1.4 PDF: 723KB

ボードカタログ 日本語版 (PDF 690KB)
English vesion (PDF 776KB)
他製品との機能比較資料 製品比較表 (ver7: PDF164KB)
AX-Card7へのマイグレーション( PDF:1MB)
アプリケーションノート

SUA003 :USB2.0インタフェースプロトコル概要(PDF:200KB)
SUA004 :USBデータ転送レートの向上対策 (PDF:216KB)
SUA005 :1Wordデータ転送方式 (PDF:935KB)
SUA011 :レジスタ・アクセスの拡張機能 (PDF:680KB)

関連するサンプル回路についてはこのページを参照してください。

USB関連資料 Smart-USB製品の概要(pps)、 Smart-USB製品の概要(PDF)

ボードオプション

ADD-16B8
ADD-16B8
 
<8ch AD変換ボード>

型番 < ADD-16B8 > SX-Card6と同時購入価格: \98,000(税別)

SX-Card6に接続して8chのアナログ信号を同時にAD変換し収集できます.
アナログ入力段に8-1マルチプレクサや等の回路を追加すれば、 64chのアナログ信号収集が可能です.
Card-UNIV3をスタックして、5V-IOを同時に制御できます.

SX-Card6からは各ADチャネルをSPI(Max.75MHz)で制御します.


 

Card-UNIV2
 
<SX-Card6用ユニバーサル基板>

型番 < Card-UNIV2 > 価格: \20,000 (税別)

SX-Card6のハイスピードコネクタ 2個を 2.54mmピッチの30pinMILコネクタ 8個に変換できます. この他、4桁-7セグ、8bit-LED、4極DipSW、4bit-タクトスイッチを装備し、ユニバーサルエリアで簡単な回路を構成することができます. 30ピンコネクタの内1個は、7セグ、SW、LED配線と共通です.

2.54mmピッチの他に、電源ポートなどを実装できる5.08mmピッチのエリアと、2.0mmピッチのコネクタなどを実装できるエリアがあります.

※30ピンコネクタにより、市販のユニバーサルボードを追加接続できます.

※この状態でケースに収容し、オリジナル機器として再販売も可能です.

画像にカーソルを載せると、SX-Card6が接続したイメージになります.


Card-UNIV3


<SX-Card6+Card-UNIV3+Card-UNIV2構成>
 
<コネクタ変換ボード 3 >

5V-CMOSインタフェースが求められるシステム開発に最適です.
SX-Card6のハイスピードコネクタ 2個を 2.54mmピッチの30pin MILコネクタ 2個に変換します. FPGAの48本のI/Oを5V対応のI/Oに変換することができます(5V振幅対応).FPGAのI/OをTI社のTXB0108デバイスを経由してコネクタに接続しています(オープンドレイン設定はできません、外部スイッチ等プルアップ/ダウン抵抗を利用するアプリケーションには適していません).

データレートは最大100Mbps(FPGA側I/O電圧=2.5V以上の場合)

SX-Card6にこのボードを接続しても、さらにCard-UNIV2ボードに接続することができます.左下の写真では上のボードから SX-Card64、Card-UNIV3、Card-UNIV2を接続しています.この場合、Card-UNIV2の30ピンコネクタ2個と、Card-UNIV3の30ピンコネクタ2個が共通の配線になります.

ボードに30pinコネクタは付属していません.ハンダ面にも部品面にもコネクタ(オスまたはメス)を実装できます.

型番 < Card-UNIV3 > 価格: \12,000 (税別)

基板サイズ:W91 x H65 (mm)


 

専用電源
 
<SX-Card6用ACアダプタ>

このACアダプタのプラグ径はφ2.1です.SX-Card6のDCジャック径はφ1.3なので、 φ2.1→φ1.3変換プラグ付きです。ACアダプタ使用時には、この変換プラグを装着してSX-Card6に給電してください.  

ACアダプタのプラグφ2.1は一般的な大きさなので、誤って12V9VのACアダプタを接続してボードの破損につながる場合があります。SX-Card6では、このような事故を防ぐためにDCジャックを小さくし、電源供給時の注意喚起となるように設計しています.

在庫状況により、5V、2.3AタイプのACアダプタ または 5V/2AタイプのACアダプタになります.

型番 < Card6-AC > 価格:\1,000 (税別)

 
5V/2AのACアダプタ
 

開発リスクの少ない、高品質な設計ができます。

短納期・低コストが実現できます。

 
PSI デザインサービス

SX-Card6をベースに、自由にボードをカスタマイズできる「ボードカスタマイズ・デザインサービス」と、 SX-Card6の子基板としてユーザアプリケーションに特化した個別のボード(子基板)を製作したり、FPGA設計や制御ソフトウエア設計に対応する「プラットフォーム・デザインサービス」を提供しています。

 
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