[=AK= 10]

обратился за помощью сюда - http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=124728

 

...

 

Думаю, что разводка выполнена совершенно неправильно - дорожки земли и питания 0.4 мм без полигонов, по одному конденсатору 0.1 мкф на каждую линию питания 3.3 и 5.0 В (там обе линии в каждом шлейфе) и еще один такой же конденсатор у процессора (тоже на дорожках 0.4 мм).

В указанном вами топике я давал достаточно ясные, на мой взгляд, разъяснения как надо разводить землю .

 

Вкратце, советы таковы:

- толщина земляных проводников не играет большой роли, но из них должна быть сделана "решетка" или "сетка", покрываюшая всю плату; если плата уже разведена, то "решетку" можно сделать добавлением навесных проводников

- керамические развязывающие конденсаторы 0.1 мкФ лучше всего добавить на каждую цифровую микросхему, запаяв их прямо на ножки земли и питания

- если есть возможность выбирать, какую микросхему использовать, то надо выбирать самую медленную и малопотребляющую.

 

[justontime 0]

Прежде, чем что-то физически, решил провести маленький эксперимент - уменьшил частоту, приходящую с FPGA, в 4 раза, и запустил тест. Пока полет нормальный (но это ничего пока еще не значит - и до этого могло час-полтора работать), посмотрю, что будет к вечеру.

 

Просто хочу понять (с определенной степенью вероятности) - помеха внешняя или внутренняя ? Или я неправильно рассуждаю ?

[ViKo 1]

В ходе отладки ПО стал замечать необъяснимые зависания

А в программе вы уверены на 100%? Напрасно.

А все ли удовлетворяет спецификации - напряжения, частоты, уровни сигналов?

 

А терминатора Т-1000 можно сделать параллельного, на приемном конце, чтобы не портить Скайнет.

[justontime 0]

А в программе вы уверены на 100%? Напрасно.

 

В изначальной программе уверен не был, потому что она называется MS DOS :)

 

А вот в тестовой особых сомнений нет - написана мной, фактически целых три команды на ассемблере (запись в память, чтение из памяти, сравнение), бегающих по кругу.

 

А все ли удовлетворяет спецификации - напряжения, частоты, уровни сигналов?

 

Теоретически, да. Практически - это уже слегка обсуждалось.

 

[justontime 0]

Еще вопрос возник - ширина сигнальных дорожек на таких частотах какое-либо существенное влияние оказывает ? Иными словами, есть ли реальные причины сделать сигнальные дорожки не 0.2 мм, а другой ширины (именно с точки зрения помехоустойчивости в обычной жизни) ?

[SM 0]

Еще вопрос возник - ширина сигнальных дорожек на таких частотах какое-либо существенное влияние оказывает ? Иными словами, есть ли реальные причины сделать сигнальные дорожки не 0.2 мм, а другой ширины (именно с точки зрения помехоустойчивости в обычной жизни) ?

Нет. Дорожки начинают влиять, когда они начинают быть сравнимыми по длине с длиной волны третьей-пятой гармоники тактового сигнала. У Вас там такого и в помине не наблюдается. В отличие от шлейфа, который уже может быть сравним.

[justontime 0]

Что-то я в полном расстройстве... Ни уменьшение частоты, ни распайка конденсаторов на все микросхемы и на все питания ничего ровным счетом не изменило - как происходил сбой от 30 минут до пары часов, так и происходит. Понимаю, что можно еще землю сеточкой (как советовали) дополнительно протянуть, но я очень надеялся, что почти два десятка конденсаторов уже принципиально изменят ситуацию...

 

Кстати, все сбои были именно по чтению из памяти, причем при повторном чтении данные всегда считывались нормально.

[SM 0]

Кстати, все сбои были именно по чтению из памяти, причем при повторном чтении данные всегда считывались нормально.

 

Наиболее вероятно у Вас то, что некорректно рассчитаны временные соотношения сигналов при работе FPGA с шиной, и при работе FPGA с ОЗУ (если оно внешнее относительно FPGA). Соответственно, в проекте FPGA неверно или неполно заданы констрейны, и происходят нарушения времен Tsu (Setup) или Th (Hold) на шине. И питание тут не причем.

[justontime 0]

Дело в том, что FPGA никакой роли в управлении памятью не играет - там нет контроллера памяти, сигналы от процессора и контроллера шины процессора просто транзитом проходят через FPGA. При этом вроде все временные параметры с огромным запасом - SRAM на отладочной плате может работать с тактовой до 125 МГц, поэтому 5МГц проекта для нее просто ничто. И управление памятью ну крайне простое, особенно на чтение.

 

Но вообще не знаю, прямо руки опускаются...

[SM 0]

может работать с тактовой до 125 МГц, поэтому 5МГц проекта для нее просто ничто.

У Вас крайне скудное понятие о том, что такое временные соотношения на шине. Может быть, к примеру, что в результате транзитных задержек через буферы и FPGA, данные приходят с некоторым смещением от того времени, во время которого их ожидает процессор. И все, сбои гарантированы. Или адрес задерживается дольше, чем надо, и защелкивается где нибудь некорректно. Или, например, направление буфера переключается быстрее, чем следует, и данные снимаются на 20 пикосекунд раньше, чем это можно, вот оно раз в полчаса и глючит, потому, что на грани допуска балансирует...

 

Внимательно изучите в даташите картинки - BUS TIMING-MINIMUM MODE SYSTEM и BUS TIMING-MINIMUM MODE SYSTEM (Continued) - вот все-все то, что там нарисовано, и написано в виде MIN и MAX времен в наносекундах в табличке над ними, должно быть выдержано, несмотря на все транзитные задержки в буферах, проводах, FPGA и самой ОЗУ.

У самой ОЗУ, кстати, есть очень похожие параметры, и вот, суммарный бюджет по всем этим задержкам (включая все буфера, провода, FPGA, и пр.) должен укладываться в MIN...MAX значения из их документации как и для ОЗУ, так и для процессора. Стопудово, что там что-то где-то у Вас не учтено, и из-за этого происходят сбои. И это уже никакие не помехи, а ошибки в расчетах при проектировании.

[justontime 0]

Не претендую на глубокие познания, но все же определенные представления о работе шины есть. И под большим запасом я как раз подразумевал, что все задержки по пути через буферы и FPGA железно должны (по идее) укладываться в мин-макс параметры как процессора, так и памяти. Цикл шины 8088 ведь крайне простой, и особо узких мест там просто нет. Тем не менее, еще раз внимательно посмотрю в эту сторону - все равно пока у меня других идей нет.

 

Кстати, система у меня работает в max mode, хотя это принципиального значения вроде не имеет...

[SM 0]

Еще - как сделано защелкивание адреса по ALE? В FPGA? Констрейны записаны на это дело?

[=AK= 10]

Ни уменьшение частоты, ни распайка конденсаторов на все микросхемы и на все питания ничего ровным счетом не изменило - как происходил сбой от 30 минут до пары часов, так и происходит. Понимаю, что можно еще землю сеточкой (как советовали) дополнительно протянуть, но я очень надеялся, что почти два десятка конденсаторов уже принципиально изменят ситуацию...

Конденсаторы по питанию помогают очень редко. Эти конденсаторы - необходимое условие, но не достаточное. Они должны быть запаяны для того, чтобы больше о них не думать. Основная польза от них в том, что, совместно с проводами земли и питания, они образуют "земляную сетку". Эта сетка обычно не накрывет всю плату, однако работает уже существенно лучше, чем просто земляной провод.

 

Вполне возможной причиной сбоев при обращении к памяти может быть "звон" в сигнальных линиях, когда эти линии имеют существенную длину (порядка 10 см и более). Проблема еще и в том, что ТТЛ выходы имеют разное сопротивление в "0" и в "1". Для борьбы со "звоном" требуется демпфирование и частичное согласование линий при помощи резисторов. Для начала надо выявить наиболее длинные линии. Между передатчиком и его линией хорошо бы врезать резистор примерно 33 Ома, это должно заметно уменьшить звон при преходе из 1 в 0. Ближе к приемному концу линии (или в середине двунаправленной линии) хорошо бы поставить подтяжку 680 Ом к плюсу питания и резистор 1 kОм на землю. Эти два резистора уменьшат отражение от приемного конца.

 

Да, забыл сказать - тактовая частота 5 МГц, в шлейфы особо земли не добавить, так как почти все уже занято сигналами.

У вас наверняка звон в шлейфах. Отчасти лечится, если шлейфы обернуть медной фольгой, которую заземлить в нескольких точках на каждой плате. Ну и резисторами, как написано выше.

[ViKo 1]

Я думаю, проблема в питании, если ошибка выскакивает так редко.

[justontime 0]

Вполне вероятно, SM оказался ближе всего к разгадке проблемы (что причина не в помехах, а в неправильных времянках на шине). Ночью пришла мне в голову одна мысль, попробовал - все ночь без сбоя проработало. Хотя, возможно, я не устранил проблему, а лишь уменьшил последствия.

 

Поспешных выводов пока делать не буду, помедитирую сначала немного еще на диаграммы шины 8088...