Spartan-6 FPGA SP601 評価キットその後（FMC/GPIO変換ドータカードの作成）

今回は、Spartan-6 FPGA SP601 評価キットのFMC-LPC コネクタ からＧＰＩＯの引き出しにトライしました。その際使用したパーツは以下の通りです。

・FMC-LPCコネクタ　Samtec社　ASP-134606-01　VITA 57 CONNECTOR　１個
・ハウジング付ピンヘッダ（オス）４０Ｐ（２×２０）　　　　　　　　　　３個
・両面スルホール・ガラス・ユニバーサル基板　Ｂタイプ　１.２７ｍｍピッチ（９５ｘ７２ｍｍ）　１枚
・耐熱電子ワイヤー（単線）　15ｍ程度
・半田　0.3ｍｍ　（0.6ｍｍがちょうど良いかも？）

　評価キット（SP601）を本格的に使いたい、その前に、マイコン等のインターフェースにパラレルデータＩＦをこのキットで実現したい思いました。一応キット上には12-pin (8 I/O) headerが装備され、SPI、IICのヘッダーを利用すれば、8ビットデータ＋α　のインターフェースは組めることは組めるようですが、やはりＦＰＧＡの大量のＧＰＩＯを利用しないのはやはりもったいないと思いました。
　で、FMC-LPCコネクタからＧＰＩＯを引き出したドータカードが無いか、いろいろ探しました。しかしそのようなカードは見つけられませんでした。
（以前、ALTETRA CycloneIII スタータキット（DK-START-3C25N）を使った時は、同様のHSMCコネクタがあって。そのときは Terasic Technologies の　BOARD ADAPTER HSMC TO GPIO　を購入して対処したのですが。。。）
　以前、この評価キット関連のマニュアルをいろいろ漁っていたとき、FMC-LPCコネクタ自体が　Samtec社から、出ていることを知りました。しかし、コネクタ自体あってもどうにも私の手先の不器用さでは手が出せないと思いました。
　最近、諦めきれずに、このコネクタの図面を眺めていたとき、コネクタから引き出されたピンの間隔が1.27ｍｍでこの間隔は、ユニバーサル基板（1.27ピッチ）に一致すると気づきました。ひょっとしたらなんとかなりそうだと思い、デジキーでこのコネクタを発注しました。

　入手したFMC-LPCコネクタを使って、GPIO変換ドータカードを作成した手順は以下の通りです。
①まず、FMC-LPCコネクタの背面の両端の突起（基板に固定するためのもの）およびその周囲を削りました。
　・・・配線用のピン（半田鍍金されています）がユニバーサル基板のホールに収まるように。
②FMC-LPCコネクタをユニバーサル基板に強めに押し込む。
　・・・結構しっかりと固定されます。
③耐熱電子ワイヤー（単線）を10～15ｃｍに切り分ける。120本　出力するGPIOを　8ビット、16ビット、32ビットのブロック分けをし、ブロック毎にワイヤー（単線）の長さを揃えました（気休め）。
④ワイヤー先端3ｍｍの被覆をはがしました。
⑤FMC-LPCコネクタの背面のユニバーサル基板の穴に、ワイヤーを差し入れ、半田を流し込みます。
・・・コネクタの配線ピンの半田が溶けると、ワイヤーが更に１mm程度奥に押し込めるようになります。
⑥半田付けしたワイヤーをピンヘッダ（オス）４０Ｐに配線します。
***延々と、120本繰り返す。***
⑦配線の導通、隣接配線とのショートをチェックしました。
***延々と、120本繰り返す。***
幸い、導通不良が１箇所で比較的容易に修復できました。

　さて、このGPIO変換ドータカードの検証ですが、以前この評価キット動作検証用に作成した、CLK発信プロジェクトの３２ビットカウンタのうち、８ビットを信号として、FMC/GPIO変換ドータカード経由で外部LEDにつないでその動作を確認しました。

［プロジェクト概要］
クロック＝＝＞CLK生成＝＝＞３２ビットカウンタ（UP）＝＝＞出力ビット選択＝＝＞CLK出力（本来の出力）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　=>８ビット抽出＝＝（FMC/GPIO変換カード）＝＝＞外部LED(検証用の出力）


あとがき
　とにかく大変でした、作成にまる１日、チェックに半日、材料費はほどほどで3千円、配線はぐちゃぐちゃ、配線は、Spartan6のバンクまで考慮していないため、将来、ピン設定との齟齬が出る怖れがあります。