Moduly Colorlight i5 a i9 jsou původně navrženy jako řídicí rozhraní pro velkoplošné LED panely. Obsahují FPGA řady Lattice ECP5 – LFE5U, paměť a další obvody potřebné pro příjem a zpracování obrazových dat. Součástí obou modulů jsou také dva gigabitové Ethernet PHY obvody, které v původní aplikaci zajišťují síťovou komunikaci systému LED panelů.
Díky použitému FPGA, dostupným vysokorychlostním rozhraním a příznivé ceně však lze moduly i5 a i9 využít také jako univerzální platformu pro vývoj vlastních FPGA aplikací. Celý projekt je dokumentován na platformě GitHub https://github.com/wuxx/Colorlight-FPGA-Projects. Jednou z možností je použití obou integrovaných Ethernet PHY pro projekty využívající síťové připojení.
Samotné moduly ale neobsahují “Ethernetovou” magnetiku ani konektory RJ-45. Pro praktické připojení ke standardní síti Ethernet je proto nutné tyto části doplnit. Původně jsem chtěl někde koupit už hotové řešení, jelikož už existuje podobný návrh i5ether-adaptor, ale nikde není hotová deska k prodeji. Proto jsem navrhl a vyrobil přídavnou desku v menší velikosti. V KiCadu práce na jedno odpoledne 🙂
Vývojová platforma založená na modulech Colorlight
Moduly Colorlight i5 a i9 jsou vyrobeny v provedení určeném pro 200pinový konektor SODIMM. Pro vývoj vlastních aplikací se zasouvají do základní vývojové desky Ext-Board. Tato sestava se dá zakoupit na AliExpressu za příznivou cenu.
Vývojová deska Ext-Board zpřístupňuje napájení, programovací rozhraní a jednotlivé signály modulu. Je připraven i HDMI konektor. Část vstupů a výstupů je vyvedena na dvouřadé dutinkové sockety s konfigurací 2 × 15 pinů a roztečí 2.54 mm.
Na jednom z těchto socketů, který je označen jako P1, jsou vyvedeny diferenciální signály z obou Ethernet PHY obvodů, které se nacházejí přímo na modulu Colorlight i5 nebo i9.
Do tohoto socketu se zasouvá navržená přídavná deska i5/i9 Colorlight ExtBoard DualGbE (dále jen DualGbE).
Uspořádání celé sestavy
Kompletní sestava pro vývoj aplikace s Ethernetovým připojením se skládá ze tří částí:
- FPGA SODIMM modul Colorlight i5 nebo i9,
- základní vývojová deska Ext-Board,
- tato přídavná deska DualGbE.
Modul Colorlight se nejprve zasune do 200pinového konektoru SODIMM na vývojové desce Ext-Board. Přes tento konektor jsou přivedeny napájecí větve, programovací signály, vstupy a výstupy FPGA i rozhraní obou Ethernet PHY.
Diferenciální signály obou PHY jsou na vývojové desce Ext-Board vedeny do socketu P1. Přídavná deska DualGbE se zasune přímo do tohoto socketu a doplní všechny součásti potřebné pro připojení běžného síťového kabelu.
Cesta Ethernetových signálů v celé sestavě je následující:
Ethernet PHY na SODIMM modulu Colorlight → 200pinový konektor SODIMM → vývojová deska Ext-Board → socket P1 → přídavná deska DualGbE → Ethernetová magnetika → konektor RJ-45
Mezi vývojovou deskou Ext-Board a přídavnou deskou DualGbE proto nejsou potřeba žádné samostatné propojovací kabely.