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2015.04.24

Cosmo-Zの32ch動作に成功

ついに、ZYNQ搭載ADCボード「Cosmo-Z」の32ch動作に成功しました。

Cosmoz32ch

何が苦労したかというと、消費電流と発熱です。

Cosmo-Z本体(ADC 8ch)は、現在のところ7W程度の消費電流ですが、8chの拡張ボードは1枚あたり4W程度も食うのです。32chフルに実装すると20Wにも達します。

5V4Aの電源から供給すればよいのですが、20Wの発熱をする物体がそこにあるともわーっとした空気を感じてしまいます。

拡張基板の何がそんなに無駄な電力をつかっているのかといろいろ調べました。基板のパターンをカットしたり、スイッチング電源を外して各部の電流を測ったりしたのですが・・

Cosmozpower

結局、無駄な電力を消費しているのはスイッチングレギュレータの後のLDOと、フロントエンドの高速OPアンプでした。

ひとまず、低消費電力化はあきらめ、FPGAの中身の開発を進めることにしました。

すぐに動作確認したいときには、バウンダリスキャンを使ってLVDSの信号が来ているかどうかを調べると便利です。

CH1とCH2.。これはメイン基板です。LVDSの信号はバウンダリスキャンで見てもそれなりに対称的に見えますね。

Cosmoz32ch_2

拡張基板のCH3とCH4。これも問題なく信号が来ています。

Cosmoz32ch_3

拡張基板のCH5とCH6

Cosmoz32ch_4

最後にCH7とCH8

Cosmoz32ch_5

このように、全チャネルの端子にLVDSの信号が来ていることが確認できました。バウンダリスキャンって、便利ですね。

全チャネルにLVDSが来ていることが確認できたので、ソフトを起動してみたところ・・

Cosmoz32ch_1

バッチリ32個のCHのLVDSの同期が取れました。480MHzの差動信号が64本束ねられて送られてきて、デコードできたのですから、すごいものです。

ADC値を見てみると・・

Cosmoz32ch_6

このように、それなりに2048(0V)付近の値が見えていました。

動作も問題ないようです。.

現在の問題としてはADCのクロックを一番低い80MHzに設定しないとLVDSのロックが取れないことです。電力の問題なのか、それとも、LVDSのラインに誤って47Ω×2個のダンピング抵抗を挿入してしまったので、それが原因なのかもしれません。

Cosmo-Zの開発には若いパワーが必要です。

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