Amazonで売ってる激安FPGAを使う(HW準備編)

FPGA

概要

Amazon でFPGAボードが(3000円弱)と激安で売られており、大変重宝しています。この基板はIntel(旧Altera)製のCyclone ll(EP2C5T144)を搭載しておりいろいろな用途に活用できます。

この格安の基板の使い方を丁寧に解説していきます。
まずこの記事では当基板を使うのに必要ないくつかのツールと、ハードウェアの準備について説明します。

何ができるの

5Vを入力すれば CycloneII (EP2C5T144) というFPGAが動く基板です。私はちょっとしたロジックを組みたいときや、汎用ロジックでは微妙に規模が大きくなってしまう用途で活用しています。

例えば、デジタルオーディオのI / F 変換などに使えます。基盤が小さいので、例えばDACを自作するときなんかにもおすすめ。

(写真は、USB-DDCから入力したI2S信号を当基板で変換している様子。詳細は別記事で)

FPGAの勉強や開発用途というと、DE0等が代表的だと思いますが少しお高いです。
約1/10と圧倒的に安くてお手軽なのも利点です。

使うのに必要なもの

  • はんだごて、こて台、はんだなど

まさかのピンヘッダ未実装(付属はします)なので必須です。こんな基板に興味を持つ人なら持っている人が多いと思いますが、念のため。

  • 5VのACアダプタ

プラグ形状は、・外径:5.5mmΦ、・内径:2.1mmΦ。例えば、こういうの。

5Vなので、空いているUSBポートから電源を取り出してきてもよいかもしれない。

  • USB Blaster(もちろん互換品でOK)
  • ジャンパワイヤなど(2.54mm ピッチのピンヘッダにつなげるもの)

ピンヘッダのはんだ付け

します。注意点としては

  • 必要以上の時間熱を加えないこと(ピンヘッダの金属部分の熱で、樹脂のパーツが溶けてしまい、ピンが曲がってしまったりします。)
  • GNDピンは熱が通りにくいので、ある程度時間をかける
    • 加熱時間が足らないと、いわゆる ”イモ半田” になり、接触不良の原因となります。

あたりでしょうか。

0Ω抵抗の取り外し

これは必ず行います。黄色く囲った部分の抵抗を取り外します(画像は取り外し後の状態)

やらないと一部のピンがショートした状態になってしまうため、動作が不安定になることもあるようです。

0Ω抵抗はチップ抵抗です。チップ抵抗の取り外しには、はんだの吸い取り線のようなものは必要ありません。大量のはんだをこての先に付け、両方のランドのはんだが溶けたらそのまま滑らせればよいです。動画で見ていただくのが早いですかね。

なんかいろいろ詰めが甘い基板ですが格安だから仕方ないネ

動作確認

とりあえず5Vの電源をつないでみて、LEDが光ることを確認しましょう。抵抗の取り外しを忘れるとU5(LDO)がアツアツになりますから、そのようなことがないことを確認します。

まとめ

  • 小さくて激安なので、ちょっとしたロジックの作成やFPGA入門用途にピッタリです。
  • 別途 USB Blasterや(5.5mm/2.1mm) 5V電源、はんだ付けの必要があります。
  • ゼロΩ抵抗の取り外しは必ずやりましょう。

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