PV4のPCI周り
PV4が極小数の初回ロットが出荷されたみたいで、購入出来たとか出来なかったとか色々話は出ているみたいだが、PCI電圧関連で問題が出ているとか出ていないとかって事で簡単に私見。
PV4で使用しているFPGAはXilinxのXC3S200Aというもので、Spartan3Aシリーズに属している。
こいつの基本仕様は32/64bitの33/66MHzのPCIサポートというものがあって、Pinの設定でPCIIO(PCI33_3/PCI66_3)とする事で、そのPinはPCI電圧の入出力になる。このデバイスの場合、PCIバス信号の電圧は3.3Vのみが対応となっている。ただ、各Pinの仕様としては、Max4.6Vまでの入力に対応しているので実際の所実力値として4.8～5.0Vくらいまでなら入力する事は出来るだろう。出力電圧は3.3V(3.0V～3.6V)である。
駆動電圧は、VCCINT1.2V、VCCAUX3.3V、VCCO3.3Vの3電源。PCIバスからの3.3V電源を元に基板上のレギュレータで1.2Vを作成していると思われる。型番は分からないが、基板写真を見る限りは右下のコンフィグレーション用ROMの下にあるちっこいやつと思われる。
まぁどういう事かというと、このボードを動かすにあたって3.3Vの電源が必須ってこったいなわけ。
PCIのボードの種類は3種類(5V・3.3V・デュアルボルテージ)あって、スロットのコネクタ自体は2種類(5V・3.3V)ある。んで、どのタイプのスロットにどのカードを指せるかは、ピンの無い部分のキーの部分で決められている。
5VはA50/B50/A51/B51の部分がキーとなっており、3.3VはA12/B12/A13/B13の部分がキーとなっている。
簡単な絵で書くと
5V ----------- ---
3.3V --- -----------
っていう感じのスロットになっている。
電圧的に異なっているのは、A10/A16/B19/A59/B59でここか5Vか3.3Vかで異なっている。
電源ピンをまとめて書くと以下の様な感じ。
ただし、5V系システムにおいては+3.3Vのピンに対して+5Vを出力しているものや、未接続のものもあるので注意が必要だ。
基本的には5V系システムであっても3.3Vは流れているので、それを利用している限りはFPGAを動作するのに問題は無いのだが、さっきの信号電圧が重要な所となる。5V系システムでは信号線は5Vなのだが、3.3V系では信号線は3.3Vなのだ。5V系システムであっても実力値で動いてしまう事はあっても、動かない事がそもそも当然という事で3.3V系システムに対応している必要があるって話。
5V系システムでPV4が動く人は運がよかっただけという事で、当然定格電圧を超えてい動かしているのでいつ壊れてもおかしくない状態である事には変わりないんだけどね。
まぁ詳しくはPCI規格の本でも読んでくだし。3万くらいで売ってますんで。僕は会社の蔵書を今チラ見して書いてます。まぁ以前にバスマスタPCIコントローラを作った事があるんで杵柄ですね。
PV4で使用しているFPGAはXilinxのXC3S200Aというもので、Spartan3Aシリーズに属している。
こいつの基本仕様は32/64bitの33/66MHzのPCIサポートというものがあって、Pinの設定でPCIIO(PCI33_3/PCI66_3)とする事で、そのPinはPCI電圧の入出力になる。このデバイスの場合、PCIバス信号の電圧は3.3Vのみが対応となっている。ただ、各Pinの仕様としては、Max4.6Vまでの入力に対応しているので実際の所実力値として4.8～5.0Vくらいまでなら入力する事は出来るだろう。出力電圧は3.3V(3.0V～3.6V)である。
駆動電圧は、VCCINT1.2V、VCCAUX3.3V、VCCO3.3Vの3電源。PCIバスからの3.3V電源を元に基板上のレギュレータで1.2Vを作成していると思われる。型番は分からないが、基板写真を見る限りは右下のコンフィグレーション用ROMの下にあるちっこいやつと思われる。
まぁどういう事かというと、このボードを動かすにあたって3.3Vの電源が必須ってこったいなわけ。
PCIのボードの種類は3種類(5V・3.3V・デュアルボルテージ)あって、スロットのコネクタ自体は2種類(5V・3.3V)ある。んで、どのタイプのスロットにどのカードを指せるかは、ピンの無い部分のキーの部分で決められている。
5VはA50/B50/A51/B51の部分がキーとなっており、3.3VはA12/B12/A13/B13の部分がキーとなっている。
簡単な絵で書くと
5V ----------- ---
3.3V --- -----------
っていう感じのスロットになっている。
電圧的に異なっているのは、A10/A16/B19/A59/B59でここか5Vか3.3Vかで異なっている。
電源ピンをまとめて書くと以下の様な感じ。
| 電圧 | 5V系システム | 3.3V系システム | +12V | A2 | -12V | B1 | +5V | A5,B5,B6,A61,B61,A62,B62 | +3.3V | A21,B25,A27,B31,A33,B36,A39,B41,B43,A45,A53,B54 | +3.3Vaux | A14 | +5V(I/O) | A10,A16,A59,B59 | +3.3V(I/O) | A10,A16,A59,B59 |
|---|
基本的には5V系システムであっても3.3Vは流れているので、それを利用している限りはFPGAを動作するのに問題は無いのだが、さっきの信号電圧が重要な所となる。5V系システムでは信号線は5Vなのだが、3.3V系では信号線は3.3Vなのだ。5V系システムであっても実力値で動いてしまう事はあっても、動かない事がそもそも当然という事で3.3V系システムに対応している必要があるって話。
5V系システムでPV4が動く人は運がよかっただけという事で、当然定格電圧を超えてい動かしているのでいつ壊れてもおかしくない状態である事には変わりないんだけどね。
まぁ詳しくはPCI規格の本でも読んでくだし。3万くらいで売ってますんで。僕は会社の蔵書を今チラ見して書いてます。まぁ以前にバスマスタPCIコントローラを作った事があるんで杵柄ですね。
まぁ、今時3.3V系システムに対応してないPCIスロットを持ったマザーはよっぽど変なのか古いのじゃないかぎりは無いと思うけどね。PV3ではあったバッファっぽいものが無くなっているのが気になるっちゃ気になる。そいあ、PV3とかPV4ってPCIバスのパターンの線長とか守っていたっけ？PCICLKがやけに短かった気がしたけどうろ覚え。66MHz対応をしているかはEN66ピンのレベルを見れば分かると思う。まぁPCI-Xスロットじゃないと66MHzにならんから対応させてないと思うけどね。Spartan3じゃ速度的にきつそうだし。
普通に考えるとコントローラ周りのタイミング関連は考えにくいんだよね。PV3に比べて高速I/OタイプのFPGAに変わっているから、よりセットアップホールドは余裕があるはず。もしタイミング周りであるならば、シュミレーション不足って事だろうけど、PCIコントローラはIP使っているだろうから設定だけだろうしなぁ(今時PCIコントローラそのものを自作する人はいない)PV3ではバッファぽいなんかスイッチだか積んでいたのとも絡みがあるかもね。
更に追記
なんかPAR信号線出力のバグだったって話みたいですけど、ここってAD[31:0]と/CBE[4:1]の信号線の偶数パリティの処理だけだから、PV3から変更しているような所じゃないんだけどなぁ。まぁ何にしても解決できて(?)よかったですねぇ。MonsterXも販売終了ですし、残るボードが無いと難民が。ARIBをどう回避していくかは分かりませんけど。
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