Índice de contenidoIntroducción..................................................................................................................................................................3

Diagrama a bloques de la tarjeta SYMBHIA............................................................................................................4

Mapa de conexiones de la tarjeta SYMBHIA...........................................................................................................5

Recursos....................................................................................................................................................................... 6

LEDs..................................................................................................................................................................... 6

Interruptores.......................................................................................................................................................6

Puertos de Expansión........................................................................................................................................7

Convertidor USB-RS232.................................................................................................................................11

Oscilador...........................................................................................................................................................12

PSoC..................................................................................................................................................................12

IntroducciónLa tarjeta de desarrollo SYMBHIA está diseñada para usarse en sistemas de gran flexibilidad y altorendimiento, gracias a la arquitectura programable de un FPGA y al sistema analógico reconfigurable deun PSoC, la tarjeta SYMBHIA puede usarse en una gran cantidad de aplicaciones.

SYMBHIA cuenta con dos dispositivos programables, un FPGA y un PSoC, y una serie de recursos queayudarán al programador al desarrollo de aplicaciones. A continuación una lista de los elementosdisponibles en la tarjeta:

• FPGA Spartan 6 XC6SLX4/XC6SLX9:

◦ Empaquetado CSG225

◦ 216/576 Kb de Block RAM

◦ Oscilador de 50 Mhz

◦ Memoria Flash 64Mb

• PSoC CY8C4245AXI-483 :

◦ Procesador ARM Cortex-M0 de 32bits a 48MHz

◦ 1 ADC 12 bits 1 Msps

◦ 2 IDAC 8 bits

◦ 2 OpAmp

◦ 2 Comparadores analógicos

• Recursos en SYMBHIA:

◦ Convertidor USB-RS232

◦ 31 pines de entrada/salida digital(FPGA)

◦ 11 pines analógicos o entrada/salidadigital (PSoC)

◦ 9 LEDs

◦ 8 Interruptores de dos posiciones

◦ 1 Interruptor táctil (botón)

◦ Conectores compatibles con losShields de Arduino UNO

Diagrama a bloques de la tarjeta SYMBHIA

Mapa de conexiones de la tarjeta SYMBHIA

RecursosLEDs

La tarjeta SYMBHIA cuenta con 9 LEDs, 8conectados al FPGA y 1 conectado al PSoC, todoslos LEDs están conectados como se muestra en elsiguiente esquemático:

En la siguiente tabla se muestran los LEDsdisponibles con sus conexiones.

LED FPGA

LED0 G15

LED1 C15

LED2 D15

LED3 E15

LED4 F15

LED5 M15

LED6 N15

LED7 P15

LED PSoC

LED PSoC P0[6]

Además SYMBHIA tiene un LED que notifica que la tarjeta está encendida, este LED está etiquetado como: PWR LED.

Interruptores

SYMBHIA tiene 11 interruptores, 9 conectadosconectados al FPGA y 2 conectados al PSoC.

De todos los interruptores 9 son de propósitogeneral, 8 están conectados al FPGA y uno alPSoC, los interruptores del FPGA están conectadosde la siguiente manera:

Y el interruptor del PSoC está conectado como semuestra en el siguiente esquemático:

En la siguiente tabla se muestran las conexionesentre el FPGA, el PSoC y sus respectivosinterruptores.

Interruptor FPGA

SW0 B14

SW1 C14

SW2 D13

SW3 E14

SW4 F13

SW5 M13

SW6 N14

SW7 P14

Interruptor PSoC

BOOT PSoC P0[7]

Además de los interruptores de propósito generalambos dispositivos, el FPGA y el PSoC, cuentancon un interruptor para reiniciar el dispositivo, elinterruptor de reinicio del FPGA programará lo quese tiene guardado en la memoria PROM y elinterruptor de reinicio del PSoC reinicia eldispositivo.

Estos interruptores están conectados como semuestra en el siguiente esquemático

Además de los interruptores de propósito generalSYMBHIA cuenta con un interruptor dealimentación, este interruptor está conectado de lasiguiente manera

En la siguiente imagen se muestran resaltados los interruptores de la tarjeta con sus etiquetas:

Puertos de Expansión

SYMBHIA cuenta con 5 puertos de expansión quele permiten conectar al FPGA o al PSoC condispositivos externos.

En total se tiene acceso a 42 pines mediante lospuertos de expansión, 31 de ellos estánconectados a pines del FPGA y pueden serutilizados como entrada/salida digital y los otros11 están conectados al PSoC y pueden ser usadoscomo analógicos ó entrada/salida digital.

Todos los pines del FPGA y del PSoC operan a 3.3V,adicionalmente se proporciona la alimentación de5V que en realidad conecta directamente al voltajeproveniente del USB.

Los puertos de expansión son: P1, P3, P4, P5 y P6.A continuación se muestra una imagensimplificada de la tarjeta resaltando los puertos, sunombre y la enumeración de los pines.

El puerto P1 está diseñado para conectarsedirectamente a un “Protoboard”. Los puertos P3,P6, P4 y P5 tienen compatibilidad con Shields deArduino UNO. Para más información sobre lacompatibilidad con los Shields visite la página:www.intesc.mx

En las siguientes tablas se describen lasconexiones entre los puertos de expansión.

Puerto P1 FPGA Función

1 5V Voltaje USB

2 3.3V 3.3 Volts

3 GND Tierra

4 G1 E/S,CLK

5 F1 E/S

6 E1 E/S

7 F3 E/S

8 B3 E/S

9 A3 E/S

10 A4 E/S

11 B5 E/S

12 A5 E/S

13 A6 E/S

14 C6 E/S

15 A7 E/S,CLK

16 B7 E/S,CLK

17 A8 E/S,CLK

18 A9 E/S,CLK

19 B9 E/S,CLK

20 F10 E/S

Puerto P3 PSoC Función

1 P1[2] AN, E/S

2 P1[1] AN, E/S

3 P1[0] AN, E/S

4 GND AN, E/S

Puerto P3 FPGA Función

5 D1 E/S

6 G2 E/S,CLK

7 C2 E/S

8 D3 E/S

Puerto P4 Alimentación

1 Sin Conectar

2 3.3V

3 Sin Conectar

4 3.3V

5 5V

6 GND

7 GND

8 Sin Conectar

E/S = Entrada Salida Digital.CLK = Entrada de reloj para el FPGA.

AN = Analógico, puede ser utilizado para cualquier función del PSoC (Canal ADC, DAC, CapSense).5V = Los pines etiquetados como 5V están conectados directamente al voltaje proveniente del puerto USB.

Puerto P5 PSoC Función

1 P2[3] E/S, AN

2 P2[2] E/S, AN

3 P2[1] E/S, AN

4 P2[0] E/S, AN

5 P1[7] E/S, AN

6 P1[6] E/S, AN

7 P1[4] E/S, AN

8 P1[3] E/S, AN

9 P1[2] E/S, AN

10 P1[1] E/S, AN

Puerto P6 FPGA Función

1 D5 E/S

2 C5 E/S

3 C9 E/S

4 D8 E/S,CLK

5 C8 E/S,CLK

6 D10 E/S

7 C10 E/S

8 D11 E/S

En SYMBHIA opcionalmente se puede configurarpara que sus entradas/salidas digitales del FPGAestén en alta impedancia mientras el dispositivono ha sido programado, para configurarlo de esaforma se debe soldar el conector etiquetado comoP2 y poner un “jumper” en él.

Convertidor USB-RS232

SYMBHIA tiene un convertidor de USB-RS232basado en el circuito integrado FT2232 para sufácil comunicación con un computador, este tipode comunicación puede ser utilizada desdedistintos sistemas operativos como Windows, MacOS y Linux, al conectar la tarjeta SYMBHIA a uncomputador el sistema operativo identifica unpuerto serie que puede ser utilizados desdediversos programas como Hyperterminal enWindows y también se pueden crear aplicacionesutilizando diversos entornos de programacióncomo Java, Labview, etc.

RS232 FPGA

RX L1*

TX M1*

RTS K3

CTS K1

DTR J2

DSR J1

RI H3

DCD H1*En SYMBHIA y en el mapa de conexiones de SYMBHIA seespecifica la conexión que debe tener el FPGA con elconvertidor USB-RS232. Es decir:

TX (FPGA) <= RX [L1](USB-RS232)

RX (FPGA) <= TX [M1](USB-RS232)

Oscilador

SYMBHIA cuenta con un oscilador de 50MHzsoldado al pin E7. Este oscilador es la principalfuente de reloj, aunque pueden usarse los recursosinternos del Spartan 6 para incrementar odisminuir la frecuencia usando sus CTM internos.

E/S = Entrada Salida Digital.

CLK = Entrada de reloj para el FPGA.AN = Analógico, puede ser utilizado para cualquier función del PSoC (Canal ADC, DAC, CapSense).

5V = Los pines etiquetados como 5V están conectados directamente al voltaje proveniente del puerto USB.

PSoC

El PSoC CY8C4245AXI-483 es un dispositivo programable de la empresa Cypress que tiene unprocesador en su interior, en este caso es un procesador ARM Cortex-M0 de 32 bits a 48MHz, pero adiferencia de los microcontroladores comunes, éste tiene una arquitectura reconfigurable, lo cuálpermite ajustar la arquitectura del PSoC a las necesidades de la aplicación.

Para crear aplicaciones para el PSoC se utiliza PSoC Creator el cuál se puede descargar gratuitamentedesde su página de internet.

En SYMBHIA se han agregado elementos que facilitarán la creación de aplicaciones con el PSoC para eluso del IDAC y del CapSense se han añadido a la tarjeta un resistor y un capacitor. El resistor es de 10K Ωy es para usar el IDAC (DAC de corriente) como un VDAC (DAC de voltaje) y está conectado en el pin P1[7]del PSoC. El Capacitor es de 2200 pF y es para usarse con el CapSense del PSoC.

El PSoC de la tarjeta SYMBHIA está programado con un Bootloader, el Bootloader le permite reprogramarel PSoC, lo cual permite actualizar el PSoC con una aplicación diseñada por INTESC o por una diseñadapor el usuario.

El objetivo de la tarjeta SYMBHIA es que el usuario pueda diseñar la arquitectura del PSoC y del FPGA deuna manera más ajustada para la aplicación del usuario. Para más información sobre la programacióndel PSoC y del FPGA visite www.intesc.mx

Las siguientes tablas especifican las conexiones entre el FPGA y el PSoC, las conexiones entre el PSoC ylos puertos de expansión ya fueron especificadas anteriormente al explicar los puertos de expansión.

PSoC Puerto P5

P2[3] 1

P2[2] 2

P2[1] 3

P2[0] 4

P1[7] 5*

P1[6] 6

P1[4] 7

P1[3] 8

P1[2] 9

P1[1] 10

*Además de ir conectado al pin 5 del puerto P5también está conectada una resistencia de 10Kpara usarse con el IDAC

PSoC Puerto P3

1 P1[2]

2 P1[1]

3 P1[0]

PSoC Componente

P0[6] LED PSoC

P0[7] BOOT

P4[2] Capacitor 2200pF

XRES Interruptor

P3[2] Conector P7[3]

P3[3] Conector P7[4]

PSoC FPGA

P0[0] B13

P0[1] C12

P0[2] A12

P0[3] C11

P0[4] B11

P0[5] A11

P2[4] L14

P2[5] L15

P2[6] K13

P2[7] K15

P3[0] J15

P3[1] J14

P3[4] J13

P3[5] J11

P3[6] H15

P3[7] H13

P4[0] L12

P4[1] G14

P4[3] A13

Al adquirir SYMBHIA, el usuario acepta su responsabilidad en el uso de sus recursos e Intesc no se hace responsable por el uso que se le dé a este kit de desarrollo.