FPGA:n suojaus ja kytkentä 5V TTL-signaaliin

[Tomin1]

Hei

Sainpa uuden hienon Papilio DUO Kickstarter Editionin ja ajattelin kokeilla tehdä tuolla muunnoksen EGA:sta VGA:ksi. EGA on siis ikivanha näyttöstandardi ja siinä on käytössä 6-bittinen digitaalinen RGBi-signaali (sekä vaaka- ja pystytahdistus). Mietin, että mitä tarvitsen tuon FPGA:n ja EGA:n väliin.

FPGA on tällä hetkellä kytketty USB:llä kannettavaan ja tarkoitus olisi kytkeä jotkut sen pinneistä tietokoneen EGA-liittimeen (8-signaalia). Myöhemmin kytken FPGA:n näytön VGA-liittimeen ja käytän siihen varmaankin ihan vain yksinkertaista vastuksilla tehtyä kytkentää, kuten FPGA:n mukana tuleessa Classic Computing Shieldissä on tehty. Siinä ei siis liene mitään erikoista. Lähinnä mietin, että voiko tuossa tulla jotain suuria jänniteitä jostain (jos vaikka erehdyn kytkemään tietokoneet eri pistorasioihin) tai vastaavaa? Miten niiltä pitäisi suojautua?

Periaatteessa yksinkertainen tasomuunnos riittäisi, kun FPGA haluaa 3V3 TTL:ää ja EGA on 5V TTL-signaalilla. Sen voisi varmaan tehdä ihan vaan vastuksilla, jollain sopivalla piirillä tai sitten ehkä jollain transistorikytkennällä. Jälkimmäinen voisi sopia hyvin nyt, kun en vielä ole ostanut erityisiä komponentteja. Ajattelin, että saisin lisäsuojaa, jos käyttäisin optoerottimia EGA:n ja FPGA:n välissä, mutta niiden nopeus ei taida riittää tähän, kun tuo EGA puskee pahimmillan pikseleitä - laskujeni mukaan - 14,5 MHz:n taajuudella. Eli riittäisikö tavallinen tasomuunnoksen tekevä piiri tai sitä vastaava transistorikytkentä tähän? Pitäisikö minun ottaa jotain muuta huomioon?

Kiitos vastauksista.

Muokkaus: Tuossa vielä vähän Papilio DUOn tietoja:
Papilio DUO:n “Hardware Guide”: papilio.cc/index.php?n=Papilio.P … dwareGuide
I/O:n kytkennät: papilio.cc/uploads/Papilio/duoio-schematic.png
Tuolla olisi noita 5V-tolerantteja pinnejäkin valmiiksi ja niissä näkyy olevan pelkät vastukset eli se voisi kelvata, mutta tosiaan pitäisikö minun ottaa jotain muuta huomioon.
Tässä vielä pätkä tuolta sivulta tästä aiheesta:

5V Tolerance The first 14 pins, those that comprise the shortened Arduino Uno footprint, are 5V tolerant. This means that you can safely attach any of your 5V Arduino shields without damaging the 3.3V pins of the FPGA.

5V tolerance is accomplished by placing series current limiting resistors in line with the FPGA pins. This is a common and widely accepted practice with Xilinx FPGA’s and has been tested extensively. These resistors protect from too much current being applied to the FPGA pins and the internal clamp diodes on the pins convert the extra voltage into reverse current. So as long as our power supply can safely handle reverse current, which it can, we achieve 5V tolerance. For those interested in learning more there is an interesting discussion here.

Ilmeisesti noihin vastuksiin ja diodeihin luottamisen sijasta kannattaisi mennä transistoreilla. NPN-transistoreja (BC547:ä ja BC548:a olisi hyllyssä) ja jotain toisia PNP-tyyppisiä, joista en muista koodia.