Interface pour câble JTAG
L'interface jtag est utilisée, entre autre, pour la programmation in situ de CPLD et FPGA.
Le schéma électronique de l'interface décrite ici, à été optimisé pour un câblage et une mise en boîtier aisée. Quelques résistances accompagnées d'un 74HC244 suffisent à réaliser ce circuit et sa connexion sur le port parallèle d'un ordinateur vous permettra de profiter pleinement des possibilités offertes par la technologie jtag.
Le JTAG (Join Test Action Group) fût fondé en 1985 à l'initiative des sociétés telles que IBM, AT&T, Texas Instrument, Philips Electronics NV, Siemens, Alcatel et Ericsson pour créer une solution de test uniforme.
Une nouvelle méthode de test, Boundary-Scan Test (BST), naquis et fut adoptée par le groupe IEEE en 1990 sous la référence standard 1149.1.
Les cellules jtag embarquées dans les composants électroniques cibles donnent à l'utilisateur la possibilité de tester ou de programmer de la mémoire FLASH et des CPLD / FPGA depuis l'apparition du "Gang Testing and In-System Programming" en mars 2000.
Maintenant, dans la pratique, nous utilisons un ou plusieurs composants ISP soudés sur une carte munie d'un port jtag à 10 broches. Une interface jtag est connectée entre la carte cible et un ordinateur pour l'opération de programmation in-situ.
Interface JTAG ou programmateur d'eeprom ?
Pour programmer les CPLD ALTERA EPM7032S / EPM7064S nous avons à notre disposition deux méthodes.
La programmation par programmateur universel entraîne la nécessité de posséder un adaptateur PLCC44 DIL48 pour l'enficher sur le programmateur.
J'ai déjà décris ce genre de réalisation sur ce site.
La programmation par le port JTAG permet de programmer toute sorte de composants programmables in situ.
Pour les CPLD et FPGA ALTERA, elle se fait à l'aide d'une interface connectée au port parallèle du PC.
En consultant diverses ressources sur le net on trouvera des solutions variées quand à la réalisation d'un câble JTAG.
Chacune des réalisations est motivée par l'envie de programmer tel ou tel composant ou bien de modifier le firmware d'un appareil du commerce.
Le câble ByteBlasterMV est la solution que le constructeur ALTERA à mise en oeuvre pour la programmation par port jtag des composants CPLD / FPGA qu'il commercialise. Ce câble est le dispositif qu'ALTERA préconise d'utiliser conjointement avec le logiciel MAX+PLUS II ou Quartus II ; il n'est ni plus ni moins q'une interface JTAG pour port parallèle de PC.
Le schéma électronique de cette interface est disponible sur le site d'ALTERA ou sur des documentations et CD divers émanant du constructeur.
Vous pouvez également télécharger l'archive Documentation du câble jtag ByteBlasterMV pour port parallèle.
- Cette interface s'utilise sur un PC équipé d'un port parallèle 25 broches.
- Elle permet la programmation in-situ des composants MAX 9000, MAX 7000S, MAX 7000A, MAX7000B, et MAX3000A,
- la configuration APEX II, APEX 20K (inclus APEX 20K, APEX 20KE, and APEX 20KC), ACEX 1K, Mercury , FLEX 10K (inclus FLEX 10KA and FLEX 10KE), FLEX 8000, FLEX 6000 et les solutions processeur embarqué Excalibur.
- L'alimentation en 3,3 V ou 5 V est amenée par le port jtag la carte cible.
- Le téléchargement des données s'effectue à partir des logiciels MAX+PLUS II ou Quartus II.
- L'utilisation est faite avec un connecteur 10 broches mâles sur la carte cible.
La première interface jtag que j'ai réalisé, est un prototype gravé avec une machine à commande numérique (réalisation 2001 qui fonctionne toujours).
Nous distinguons au centre le 74HC244 monter sur support tulipe. Le 74HC244 est un octuple tampon non inverseur servant également de commande de ligne à trois états. Le circuit 74HC244 est conçu pour améliorer le fonctionnement des systèmes de commande d'horloge et des émetteurs-récepteurs de bus.
La version Positron-libre
En observant le schéma électronique ci-dessus on remarquera l'utilisation répétée des résistances de 100 ohms et 2,2 Kohms.
Dans un souci de facilité de réalisation (routage, implantation, soudage) j'ai adapté ce schéma en utilisant des réseaux de résistances dip et sip. Cette version à composants traversants (le soudage des cms n'est pas encore à la portée de tous) n'en comporte que 4 à souder (plus les connecteurs). Les chances de se tromper sont quasi nulles (tous les composants sont orientés dans le même sens).
Ceux ou celles qui opterons pour un circuit simple face implanterons les ponts de câblage (straps remplaçant les pistes côté composants) avant toute chose.
Voir le schéma au format gif 52,5 Ko 1777 x 773 pixels (échelle 1).
Télécharger le schéma en pdf 54 Ko. (échelle 1)
Le circuit est réalisable en simple face mais la version double face procure une facilité de câblage accrue.
Ci-dessous : aperçu du tracé côté cuivre vu de dessous (images non exploitables dans cet affichage).
Image suivante : aperçu des pistes côté composant vu de dessus.
Vue de dessus du circuit imprimé (les pistes des soudures sont vues par transparence)
Nomenclature
- 1 support DIL tulipe 20 pins
- 2 réseaux de résistances DIL 8 x 100 ohms (RP2 et RP3)
- 1 réseaux de résistances SIL 7 x 2,2 K-ohms (RP1)
- 1 74HC244
- 1 embase HE10 2 x 5 contacts ( 10 points)
- 1 connecteur DB 25 mâle à souder sur CI, couder 90° (sans vis)
- un boîtier / capot pour DB25
Pour les câbles :
- 2 connecteurs HE10 femelle 10 points
- 30 cm de nappe 10 conducteur (vous pouvez aussi acheter une nappe toute faite)
- Éventuellement une rallonge port imprimante (câblée complète c'est mieux)
Nb : la carte électronique supportant les composants programmables in-situ sera équipée d'un connecteur 10 points mâles pour la réalisation du port jtag (voir schéma ci-dessous).
Étape n°1 : implantez et soudez les 8 ponts de câblage si votre CI est en simple face.
Les straps de câblage sont représentés en rouge sur le plan d'implantation (piste verticales face composant).
Étape n°2 : soudez les deux réseaux de résistance DIL RP2 et RP3.
Soudez le support tulipe 20 broches.
Étape n°3 : coupez la troisièmes patte du réseau de résistance SIL RP1 (2,2 Kohms) puis soudez le composant dans la bonne orientation.
Si vous ne trouvez pas de réseaux à 7 résistances, vous pouvez couper la 9ème patte d'un réseaux de 8 ; il y a assez de place sur le montage.
Étape n°4 : Implantez le connecteur DB-25 et le connecteur HE10.
Vérifiez, avant soudage, la qualité de l'assemblage mécanique avec le boîtier.
Soudez les connecteurs et faire une vérification visuelle de toutes les soudures.
Implantez le 74HC244 dans son support et enfermez le tout dans son boîtier.
Le câble sera fabriquée avec 20 à 30 cm (pas plus) de nappe 10 conducteurs.
On sertira à chaque extrémité un connecteur HE10 femelle 2 x 5 contacts.
Attention de bien faire correspondre les pin 1 des connecteurs au fil 1 (couleur rouge). Il faut faire pivoter la nappe à une extrémité.
Si la longueur du câble se révèle trop courte pour aller jusqu'à l'interface jtag de la carte cible, on rallongera l'ensemble avec une rallonge (de bonne qualité), pour port parallèle, intercalée entre l'interface jtag et le port parallèle du PC.
Vous pouvez maintenant programmer vos circuits ISP et vous exercez sur la carte électronique à EPM7128 décrite sur ce site.
Images à l'échelle 1 au format Pdf du routage côté composant de l'interface (38 Ko) et du
routage côté cuivre vu par dessus par transparence (48 Ko).
Définition : 600 pixels par pouce, imprimez à partir d' Acrobat Reader directement pour obtenir une impression à dans les bonnes dimensions (7,07 cm x 3,74 cm ou 2,78 in x 1,47 in).
Au format gif face composant et face cuivre vous obtenez des images originales 1669 x 884 pixels de 37 Ko et 50 Ko.
Pour exploiter ce format et l'imprimer en taille réelle :
- Ouvrir le fichier Gif avec Adobe Photoshop par exemple.
- Modifier la taille de l'impression de l'image :
- Résolution : 600 pixels / pouce
- Largeur = 7,07 cm
- Hauteur = 3,74 cm.
- Imprimer à partir de votre logiciel d'image et l'impression se fait en grandeur réelle.
Tous les fichiers les fichiers de schéma, de routage et bibliothèque de composants, de fabrication au format Gerber pour faire fabriquer le PCB par un professionnel du CI + les images GIF et PDF (294 Ko ZIP) sont à télécharger ici.
Adaptateur PLCC 44 DIL 48
L'adaptateur plcc 44 dil 48 qui est présenté ici est une version améliorée et plus complète que la version plcc 44 vers dil 44. Cet adaptateur est utilisable pour la programmation de CPLD ALTERA EPM7032S et EPM7064S à l'aide d'un programmateur TopMax mais également sur tous programmateurs compatibles avec le brochage dil 48 décris ci-dessous et les composants en boîtier plcc 44 pins.
Programmation des composants PLCC
La programmation des composants en boîtier plcc 44 est souvent possible à l'aide d'un programmateur universel mais necéssite la mise en place d'un adaptateur PLCC 44 DIL 48 (ou DIL 44 dans certain cas).
Le programmateur de type TopMax nécessite un adaptateur spécifique.
La méthode de programmation des cpld ALTERA EPM7032S / EPM7064S est décrite sur la page adaptateur plcc44 dil44.
Cahier des charges de l'adaptateur PLCC 44 DIL 48
Le programmateur TopMax dispose d'un support ZIF DIL 48 et nous devons y adapter un support PLCC 44 pins.
Dans la plupart des cas, seulement 44 prises du programmateur sont utilisées.
Le nombres de manipulations pouvant devenir important, il sera préférable de doter notre adaptateur d'un support à force d'insertion nulle.
Et si le dit support devait être remplacé pour cause d'usure, la maintenance doit s'effectuer de façon très simple et sans opération de soudage / désoudage.
Nous implanterons donc un support tulipe intermédiaire.
Schéma de l'adaptateur PLCC 44 DIL 48 sous PROTEUS (ISIS / ARES)
Le tableau suivant donne la correspondance broche à broche de l'adaptateur.
Schéma électronique de l'adaptateur plcc 44 dil 48
Cliquez sur l'image pour voir le schéma (pdf) complet de l'adaptateur
Schéma de l'adaptateur PLCC 44 DIL 48 pour un routage pragmatique
La réalisation pratique de cet adaptateur se fera à l'aide de deux circuits simple face montés en superposition.
C'est la raison pour laquelle le schéma électronique est réalisé en deux "sous-schémas".
Nous obtiendrons donc 2 routages distincts sur la même plaque.
Le circuit final sera coupé en deux pour l'assemblage et le câblage en superposition.
Le circuit est réalisable en simple face mais la version double face à trous métallisés procure une solidité accrue.
Voir le schéma complet de l'adaptateur (fomat pdf)
Routage de l'adaptateur PLCC 44 DIL 48
Aperçu du tracé vu de dessus (image non exploitable dans cet affichage).
Détails des images en bas de page
Implantation des composants de l'adaptateur PLCC 44 DIL 48
Vue de dessus par transparence
Nomenclature de l'adaptateur PLCC 44 DIL 48
1 circuit imprimé (à recouper en deux),
1 support ZIF PLCC traversant 44 pins "Yamaichi ref IC51-0444-400" dont la notice constructeur est ici,
44 points de support tulipe (doré si possible),
96 points de connecteur HE14.
Construction de l'adaptateur PLCC 44 DIL 48
Etape n°1 : soudez 2 rangées de connecteur HE14 (U5) par dessous le circuit supérieur (grisés sur la figure du circuit vu par dessus et par transparence).
Etape n°2 : soudez les supports tulipe sur le circuit supérieur.
Etape n°3 : soudez 2 rangées de connecteur HE14 (U8) par dessous le circuit inférieur (à l'emplacement U8 des rangées de pastilles DIL48 du circuit, vu par dessus et par transparence).
Etape n°4 : Assemblez les 2 circuits et soudez les 2 rangées de connecteur HE14 (U5 = U7) par dessous le circuit inférieur.
Etape n°5 : Inserer correctement le support ZIF plcc44 (coin "cassé" = pin 1).
Utiliser le support ZIF de la manière suivante :
appuyer sur les bords du support pour l'ouvrir, appuyer sur le circuit intégré plcc pour verouiller le support
Fichiers du routage du circuit
Représentation à l'échelle 1 au format Pdf 85 Ko.
Définition : 600 pixels par pouce, imprimez à partir d' Acrobat Reader directement pour obtenir une impression à l'échelle 1 (11,29 cm x 8,54cm).
Au format Gif vous obtenez un original en 2323 x 1533 pixels de 88,5 Ko.
Pour exploiter ce format et imprimer à taille réelle :
Ouvrir le fichier Gif (88,5 Ko) avec Adobe Photoshop par exemple.
Modifier la taille de l'impression de l'image :
Résolution : 600 pixels par pouce
Largeur = 9,83 cm
Hauteur = 6,49 cm.
Imprimer à partir de votre logiciel d'image et l'impression se fait à l'échelle 1.
Fichiers exécutés sous PROTEUS (ISIS / ARES)
Tous les fichiers sont disponibles à la page des téléchargements positron-libre
Carte électronique pour CPLD EPM7032 et EPM7064 Altera
La carte électronique présentée dans cette page est destinée à l'apprentissage du VHDL ou au développement de prototypes à base de circuit cpld Altera EPM7032 et EPM7064 de la série max7000. La programmation de ces composants logiques programmables se fait à l'aide d'un programmateur universel (eeprom) ou in-situ par l'intermédiaire de l'interface jtag.
Le logiciel de développement maxplus+II ALTERA est disponible sur le web.
Présentation de la carte didactique
Cette carte que j'ai développé au début de mon apprentissage du VHDL est simple d'utilisation et de fabrication. Au format EUROPE elle est munie de 4 trous de fixations, équipée d'un support PLCC44 et de 38 douilles CI 2mm.
Nous avons la possibilité de souder des barettes de picots au plus près du composant.
Le circuit imprimé réalisé en FR4 double face à trous métallisés avec un vernis épargne est sérigraphié.
Carte électronique pour CPLD EPM7128
Cliquez sur l'image pour agrandir
Le circuit imprimé est réalisé en double face mais pour peu que l'on veuille sacrifier l'esthétisme il est possible de travailler en simple face. En effet, cette carte didactique étant pour une première approche du VHDL, on peut vouloir limiter les frais de fabrication du circuit. Il faudra alors câbler les alimentations (Vcc et Gnd) en manuel en réalisant des ponts de câblages et des straps avant l'implantation du support plcc 44.
Schéma
Voir le schéma de la carte en taille réelle 1024 x 665 pixels (png 64 Ko)
Voir le schéma de la carte en fichier pdf 70 Ko
Routage
La dimension de la carte est au format Europe.
Voir la face cuivre au format pdf (109 Ko) ou au format gif 112 Ko
Voir la face composant au format pdf (64 Ko) ou au format gif 62 Ko
Taille d'impression de la carte :
longueur : 16,11 mm
largeur : 10,01mm
definition : 600 pixels / pouce
Cliquez sur l'image pour agrandir
Implantation
Pour l'implantation des composants sur la carte vous pouvez vous inspirer de l'image agrandie de la réalisation.
Nomenclature des composants
Un circuit imprimé, un support plcc44, quatre condensateurs céramique 220 nF , 38 douilles 2mm pour CI.
Eventuellement 38 points de connecteur HE14 et des cordons de labo 2mm avec reprise arrière.
Utilisation
Cette carte didactique supporte les composants programmables ALTERA EPM7032, EPM7032S, EPM7064, EPM7064S en boîtier PLCC44.
L'alimentation s'effectue en 5V.
Chaque pin du composant est disponible et utilisable de deux façons :
- par douille CI de diamètre 2mm pour une connexion aisée avec cordon de labo diamètre 2mm,
- par picot en barrette au pas de 2,54 mm pour prise de mesure sur oscilloscope ou analyseur logique...
Chaque douille est repérée par une sérigraphie indiquant le nom de la pin du composant.
Les douilles d'alimentations (+5V et GND) sont à l'écart des pins d'I/O.
Les douilles et picots des signaux CLK1, CLRn, OE1 et OE2/CLK2 sont regroupés.
Fichiers des typons
Fichiers exécutés sous PROTEUS (ISIS / ARES) et Gerber
Télécharger les fichiers de schéma, routage, Gerber pour faire fabriquer le PCB par un professionnel du CI + les images GIF et PDF.
Carte électronique pour CPLD EPM7128
La carte électronique présentée dans cette page est destinée à l'apprentissage du VHDL ou au développement de prototypes à base de composant cpld Altera EPM7128 de la série max7000. La programmation se fait in-situ.
Présentation de la carte de prototypage
Cette carte de prototypage, un peu plus évoluée que la carte didactique à epm7032, permet le dévellopement d'applications plus complètes.
Elle est pré-équipée :
d'un oscillateur d'horloge interchangeable,
d'une interface de réception RS232C,
d'un bus d'entrée tamponné par un 74HCT541 avec des micro-switch de mise à 1 ou 0,
de deux sorties à led,
et d'une sortie optocouplée.
Mise à part l'horloge, les entrées et sorties citées ci-dessus sont connectables au choix de l'utilisateur sur l'une des 58 pins d'entée/sortie disponible autour du cpld epm7128.
De plus, cette carte prototype dispose de plusieurs zones à pastilles réparties autour du CPLD. Nous avons la possibilité de souder des connecteurs, des composants d'interface, un CAN...
Cliquez sur l'image pour agrandir
Le circuit imprimé doit être réalisé en FR4 double face à trous métallisés. Un vernis épargne est souhaitable dans le cas ou le montage électronique est définitif.
La programmation se fait par l'interface JTAG munie d'un connecteur HE10 10 pins (2 x 5 pins).
Schéma
Voir le schéma de la carte en fichier pdf 81 Ko
Routage et implantation des composants
Les images du routage étant trop importantes pour un affichage sur cette page, je vous invite à télécharger les fichiers pdf de la carte à epm7128 pour une visualisation ultérieure (1 Mo).
Utilisation
Cette carte électronique supporte les composants programmables ALTERA EPM7096, EPM7096S, EPM7128, EPM7128S en boîtier PLCC84.
L'alimentation de la carte se fait en 5 Volts et une led rouge témoingne de la présence de cette tension.
Chaque pin du composant est disponible et utilisable de deux façons :
- par les picots en barrette au pas de 2,54 mm pour prise de mesure sur oscilloscope ou analyseur logique et par connection sur les entrées / sorties à l'aide de ponts de câblage.
- une autre méthode d'utilisation consisterait à enficher une carte fille sur les connecteurs HE14.
La liste des composants est ici.
Fichiers des typons
Fichiers exécutés sous PROTEUS (ISIS / ARES) et Gerber
Télécharger les fichiers de schéma, routage, Gerber pour faire fabriquer le PCB par un professionnel du CI + les images GIF et PDF.
Bonjour,
RépondreSupprimerJ'ai besoin de reprogrammer des altera epm7032, j'ai un programmateur topmax , pouvez vous me dire comment faut il proceder svp.
en attendant une reponse , je vous remercie par avance.
cordialement
Christophe