Latticeのダウンロードケーブルの信号を眺めてみました

Latticeのダウンロードケーブル動きましたの続きになります。

前回の記事で色々とコメントをいただき、実際にどうなっているのか(プルアップの影響とか、信号波形とか)を見たいと思いました。

結論から言うと、Thinkpad T42のプリンタポートは3.3Vみたいで、レベル変換は起こっていませんでした。Latticeのコンフィグ用の信号も3.3Vです。ちなみにXilinxのSpartan-3E付録基板では2.5Vでした。

測定したのはプリンタポートの3ピン(ch1)と、対応するTCK(ch2)です。TCKはFPGA基板の直前、プリンタポートも直後です。入力側のプルアップ抵抗は、はずしています。

まずはプリンタポートの出力波形(ch1)です。

縦軸は1divが2Vなのでだいたい3.3Vくらいです。横軸は1div 2.5usです。

次はFPGA基板に伝わっているTCK(ch2)の信号です。

スケールは上と一緒です。リンギングが上より目立ちます。

ch1(赤)とch2(黄)を重ねてみました。

微妙にレベルシフトされてます。GNDが少し浮いているのが気になります。

拡大してみました。

横軸は1div 25nsです。100倍くらい拡大したことになります。入力(赤)より出力(黄)の方が鋭く立ち上がっていることが分かります。このあたりは、74LCX244を入れた効果です。

さらに拡大してみました。

横軸は1div 10nsです。このオシロ(PDS5022S)は100Mサンプル／秒なので、一見なめらかに見えていますが、補間しているので、あまり当てにならないはずの画像です。ちなみに5nsまで拡大できることになっていますが、それって2div 1ポイントってことになるんでしょうか。

というわけで、プルアップで悩んだりしていましたが、今回に限っていうとなくても平気だったみたいです。特にFPGA基板側にプルアップ抵抗とプルダウン抵抗があります。

TCKの速度は180kbpsくらいみたいでした。3.3V系だと適当に抵抗を挟むだけで、バッファICなしでも、ダウンロードできるかもしれません。