Artix-7のPCI Express基板を作りたい

Artix-7のPCI Express基板を作りたいな~と思っています。

コンセプトは下の図のような感じの、PCIe-GPIOです。

手軽なI/OだとUSBがいいのですが、USBだと1msのフレームや0.125msのサブフレームに同期してトランザクションを発行するので、読んだり書いたりするのを頻繁に行う用途ではどうしても動きが遅くなってしまいます。そのため、USB-JTAGをJTAG-ICEに使うと遅くなります。

その点、PCI Expressはレイテンシが低く、パソコンのCPUがリクエストをしてからμ秒のオーダーでトランザクションが完了します。そこにPCI Expressの活路があるのではないかと思う次第です。

ただ、PCI Expressの評価ボードは高いし、メザニンコネクタで拡張となると、手にしたユーザが基板を作らなければならなくなってしまうので、万能基板やフラットケーブルで拡張できる手軽なPCI Express基板があれば需要があるのではないかと思った次第です。

私が何か基板を作ろうとすると、あれもこれも乗せて高くなっていくので、とにかく安く、最低限の機能だけに絞っていきたいと思います。

本当はDDR3メモリも載せたいし、余ったGTPでSATAとか乗せたいし、GTPの実験ができるようにしたい・・、と夢は膨らんでいくのですが、ぐっとこらえて最低限のに絞っていきます。

中に入れる回路もシンプルそのもので、XILINXのPCI Expressコアと、クロックバッファと、AXI LiteなGPIOのみ。

これで、PCI Express GPIOが作れるはずです。

XDMAを実装するには最低限、XC7A35が必要なようです。XC7A15だと10600/10400くらいで溢れます。

なお、Artix-7でGTPを持っている品種は下記の5つがあるのですが、

どうやらXC7A12とXC7A25は他のと比べて何かが違う(MMCMが3個しかない？)らしく、XC7A25にはXDMAを実装できませんでした。7A35のデザインからPartNumber変更すると、このような画面になってIPがロックされてしまします。やはり、どうしても無理なのでしょう。

そして、XC7Aの325ピンのものをDigikeyで調べてみると、価格は5300円から9400円。

スピードグレード-1と-2でどのくらい差があるかを調べてみると、-1であってもGTPは3.75Gbpsが出せることがわかります。

PCI Express Gen2は5Gbpsなので-1では足りないことになります。Gen2をするなら-2が必要ですが、高速なDMA転送をする相手のDRAMが乗っていないので、Gen1のXC7A35-1で十分かなということになります。

結論としては、XC7A35T-1の安い版と、XC7A50T-2の高級版を作ろうかなという感じです。

FPGA自体は5400円くらいで手に入るのですが、その他の部品で約3000円くらい。

目標の売価は2万円以下なのですが基板と実装で30万円くらいかかります。その費用をどう分散させて、価格を2万円以下に抑えようかと悩ましいところです。100台くらい売らないと利益が出ない計算になります。