CPLDと高速SRAMで卓上簡易ロジックスコープ (CPLD使用でスタンドアロン動作、(トラ技 2002/07掲載))

※ロジックアナライザのアナライザ程の機能は無いのでロジックスコープと言うようにします
＊簡易とはいえ３３ＭＨｚサンプリング（３０ｎＳ）、３２０ワードありますのでアマチュアレベルでの実使用においては問題無いと思います。
＊ＡＶＲ等のワンチップマイコンとキャラクタ液晶を付け加えて付加情報を表示するようにもできますが、既にこれ単体でも完結して動作します。
（ＡＶＲ等を付加してパソコンへの波形データ転送機能は欲しいですね）
＊ＩＣクリップの代わりに適当なＡ／Ｄコンバーターを繋げて、ＣＰＬＤソフト変更すればオシロにも容易に変更可能です。
＊トリガ機能：Ｄ０とＤ１の２ビットが特定の状態の時にサンプリング開始）
＊小型、軽量、とりあえず波形が見れれば良いという用件は満たしていると思います
※結局ＣＰＬＤ側ソフト次第で何でも可能
（手ハンダの関係でＰＬＣＣでないと駄目なのでこれ以上はできない。誰か基板作成資金を提供していただければパターン設計から全部私やって、もっと機能詰め込みます。）
現在ＦＰＧＡを使用しての物を計画中

使用言語：Verilog+回路図入力

他のメーカーデバイスの移植性		結果
ザイリンクス	XC95108	回路入りきらない
ザイリンクス	XCR5128	ＯＫ
ザイリンクス	XC2S15	ＯＫ（内蔵ＲＡＭ未使用）
クイックロジック	QL3004	ＯＫ
クイックロジック	QL4009	ＯＫ（内蔵ＲＡＭ未使用）
アルテラ	開発ツール挫折	５分でアンインストール

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● 2002年7月号　製作記事 ispLSI1032Eとパソコン用高速SRAMを使って33Mサンプリング！
ソフトウェア・ダウンロード・サービス
2002年7月号　卓上ロジック・スコープの製作からダウンロードできます。

御意見、御感想、「ここはこうした方がいいよ」とかのアドバイス等ありましたら掲示板やメールでお願いします。
※見難いif文のネストだらけの"m_lcddt.v"をcase文を使って綺麗にまとめてくださった方がおります。この場を借りてお礼申し上げます。

とりあえず回路図はこちら、デバイスピン配置、デバイス使用率

液晶モジュール制御方法、 MAX629 ＋２８Ｖ昇圧回路

題名：小型液晶モニタとＣＰＬＤを利用した卓上簡易ロジックスコープ
概要：秋月で売っている小型ＴＦＴ液晶モニタとｉｓｐＬＳＩ１０３２を使った
　　　簡易ロジックスコープです。
　　　バッファ用メモリとしては４８６時代に使用されていた２次キャッシュの
　　　ＳＲＡＭを利用しています。
　　　回路部分はｉｓｐＬＳＩに全部詰め込みましたのでＩＣはたったの３個だけです。
　　　（液晶昇圧部分除く）
　　　この液晶モニタは駆動用に＋３０Ｖを必要としますので、ＭＡＸ６２９で生成しています。
　　　また、冷陰極管はインバーターキットの基板をそのまま使いました（２個必要）。
本機の設計思想：
　　　机上に置く、小型、軽量、現場持ち運び、波形があるかないかの簡易チェック、
　　　スタンドアロン（単独動作）、私の設計範囲ではこの仕様で十分にカバーできる。
　　　（会社にある本物の高性能のものは台車で運ぶ程重いし大きい（３０Ｋｇ位））
仕様：記憶バッファ　８ビットｘ３２０ワード（ＣＰＬＤのプログラムに依存）※１
　　　最少サンプル間隔：３０ｎｓ※２
　　　表示範囲：３２０ワード分（全体）　　表示で１段
　　　　　　　　　８０ワード分（４倍拡大）表示で１段
　　　　　　　　　４０ワード分（８倍拡大）表示で１段
　　　　　　　の計３段表示
　　　設定可能サンプリング間隔（１００ＭＨｚオシレータ－使用時）
　ＳＷ位置　間隔　　　相当周波数　　　　分周比
　　０　　　３０ｎｓ（　３３ＭＨｚ）　　１／３
　　１　　　４０ｎｓ（　２５ＭＨｚ）　　１／４
　　２　　　８０ｎｓ（　１２．５ＭＨｚ）１／８
　　３　　１００ｎｓ（　１０ＭＨｚ）　　１／１０
　　４　　２００ｎｓ（　　５ＭＨｚ）　　１／２０
　　５　　５００ｎｓ（　　２ＭＨｚ）　　１／５０
　　６　　　　１μｓ（　　１ＭＨｚ）　　１／１００
　　７　　　　２μｓ（５００ｋＨｚ）　　１／２００
　　８　　　　５μｓ（２００ｋＨｚ）　　１／５００
　　９　　　１０μｓ（１００ｋＨｚ）　　１／１０００
　　Ａ　　　２０μｓ（　５０ｋＨｚ）　　１／２０００
　　Ｂ　　　５０μｓ（　２０ｋＨｚ）　　１／５０００
　　Ｃ　　１００μｓ（　１０ｋＨｚ）　　１／１００００
　　Ｄ　　２００μｓ（　　５ｋＨｚ）　　１／２００００
　　Ｅ　　５００μｓ（　　２ｋＨｚ）　　１／５００００
　　Ｆ　　　　１ｍｓ（　　１ｋＨｚ）　　１／１０００００
　　　※１　実際に使用している物は３２７６８ワード（３２ＫＢ）なので無駄遣いしている事になる。
　　　※２　ただし、ＳＲＡＭと論理合成後の最大動作スピードにも依存する。
　　　※　　これらの仕様はＣＰＬＤのソフトを変更する事で柔軟に変更可能。
ハード構成：（主なもの）
　　　入力部分ゲートＩＣ：７４ＬＶ５４１Ａ（７４ＬＶ５７４Ａ）
　　　バッファ用メモリ：ＩＳ６１Ｃ２５６ＡＨ－１５（３２７６８ワードｘ８ビット）
　　　制御ロジック用　：ｉｓｐＬＳＩ１０３２Ｅ－１００
　　　液晶モジュール　：ＬＭ３２Ｃ０４１（３２０ｘ２４０ｘＲＧＢ各８階調、ＴＦＴ、シャープ）
　　　液晶モジュール駆動用：ＭＡＸ６２９（昇圧用）
　　　液晶バックライト：秋月のインバータキットの昇圧基板
ブロック図：
　入力用プローブ８本　　ゲートＩＣ　　メモリ　　　　　制御ＩＣ
　（ＩＣクリップ）　－－ＬＶ５４１－－６１Ｃ２５６－－１０３２Ｅ－－液晶モニタ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜　　　　　　｜
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜　　　　　　｜
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　｜　　　　　ＭＡＸ６２９
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　操作スイッチ

※ＴＦＴ方式ではなくＳＴＮ方式と言う事がトラ技編集部の方の調べで判りました。

操作スイッチ

箱に入れてみたよ

画面説明

使用状態イメージ

基板全員集合

液晶ユニットの裏

昇圧回路＋２８Ｖ

メモリー＆プローブ部分

メモリー＆プローブ部分の裏
なんでこんな形になっているかと言うと↓

５１２のＲＯＭに１画面分
このようにＲＯＭを載せて画面表示機能もしたかったから
Ｘ座標２５６なのでまわり込みしてる

おまけ：個人所有の本物ロジアナ（重さ５Ｋｇ程度、８ｃｈ＊２５６ワード、４ｃｈ＊５１２ワード）
これを目標に作りました。
「波形を見る」程度であれば、この本物ロジアナよりは高性能です。

おまけ：個人所有の本物ロジアナ
実質最速は５０ｎｓ

Tags: [FPGA], [電子工作]

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