Réalisation d'une carte basée sur un PIC32MX

[schneiderj]

Bonsoir,

j'ouvre ce sujet pour que vous me fassiez part de vos remarques, critiques, suggestions, etc...

Le projet est le suivant, enfin les projets car il y en a deux. Le cahier des charges est relativement différent pour chaque projet, en particulier à propos de la puissance de calcul du microcontrôleur.

Le second projet est celui qui réellement demande un microcontrôleur du type PIC32MX : il devra faire pas mal de calcul de trigonométrie en double résolution.

Le premier projet, plus complexe en terme de périphérique pourrait parfaitement être réalisé avec un pic de la famille 18F : mais je veux profiter de ce premier projet pour me faire la main avec la famille PIC32, et profiter de la profusion de connexion possible. En particulier de type UART : j'ai quatre périphériques qui devront communiquer avec le microcontrôlleur par RS232.
Je voudrais également pouvoir à terme communiquer avec cet automate via une interface de type Ethernet, ce qui nous amène aux modèles MX675, MX695 et MX795.Pour l'instant j'utilise un MX675 et un MX795 qui possèdent 100 pins. Je pense rester sur un boitier TQFP 100 de type PF.

Voici pour le coeur du projet, enfin une partie .

Je continuai en ouvrant une réponse pour chaque élément, ie oscillateurs, I2C, UART, ... afin d'essayer de présenter un texte plus facile à parcourir.
Puis lorsque le schéma sera terminé, j'attaquerai le routage (probablement sur 4 couches).

Et comme expliqué un peu plus tôt, merci de me faire part de tous vos commentaires !
Jean-Marie

Programme :

• oscillateurs
• interface RS232
• matrice 4*4
• LCD
• A2D 'ADS1100)
• EEPROM
• Ethernet
• alimentation
• interface driver moteur pas à pas
• interface encodeur optique

-----

[RISC]

Salut,

Projets intéressants ;=)
Prévois-tu de router tes propres cartes ou d'utiliser des cartes déjà faites ?

a+

[schneiderj]

Salut Risc,

je vais router ma propre carte, et comme elle devrait être sur quatre couches, je préfère ne pas me rater... car entre le prix du tirage "est-ce une expression correcte ?" et la difficulté de rattraper une erreur de piste cela peut couter cher

Mais je recommence à galérer avec mes montages qui ont des fils dans tous les sens... de nouveau ce soir, j'ai un comportement curieux : je n'ai plus la fréquence attendue. La led qui me permet de visualiser le fonctionnement du programme a commencer à ne battre qu'une fois par seconde ou lieu de deux. Et juste maintenant plus rien. Pourtant le pic est toujours reconnu par ICD3 tant en mode programmation qu'en mode debug. Je soupçonne un problème avec le quartz.

Bref c'est énervant, je perds du temps, etc... ce qui me rappelle la période où je développais avec un 18F4520. Lorsque je suis passé à une carte bien propre, je n'ai plus eu de difficulté. Enfin de ce type là .

Jean-Marie

[schneiderj]

La suite :

Oscillateur primaire :

- http://fr.farnell.com/txc/9c-8-000ma...s/dp/1842346RL, condensateurs 18 pF. Tolérance 10 ppm, stabilité 10 ppm.

J'aurais préféré un quartz comme celui-ci :
- http://fr.farnell.com/aker/c5s-16-00...z/dp/1538843RL, condensateurs 12 pF

car, bien que plus difficile à souder,il possède une empreinte plus petite. Mais les caractéristiques (tolérance et stabilité) sont moins bonnes, ou alors le prix augmente rapidement.

Oscillateur secondaire. Il sera utilisé par la RTC. Je reprend le modéle que j'utilise depuis deux ans :

http://fr.farnell.com/micro-crystal/...80?Ntt=1539380

Afficheur LCD : rien de particulier à ce niveau. Quatre lignes de 20 caractères basé sur le circuit HD44780U. Quatre bits de commande.

Matrice 4*4 : relié directement au microcontroleur en utilisant les résistances pull-up de celui-ci.

I2C : utilisation du module I2C1.

Les composants qui seront sur ce bus seront :

• une EEPROM 24AA256
• une EEPROM 24AA025E48T pour l'adresse MAC de la futur application ethernet
• un convertisseur ADS1100 : connecté à la sortie d'un turbidimetre en 4-20 mA
• un convertisseur ADS1100 : connecté à un capteur de pression différentiel

J’arrête ici ce soir, il faut que je me lève tôt demain...

Jean-Marie

[A voir en vidéo sur Futura]

[RISC]

Salut,

J'aime bien ce type de module comme base de départ : http://www.sparkfun.com/products/9713
Tu peux télécharger le schéma et même je crois les fichiers eagle.

Cela montre immédiatement comment connecter la plupart des broches et cela fait gagner du temps.

Pour ton problème de clignotement, est-ce sur un PIC32MX ?

Il y a 2 lignes importantes :
1/ désactiver le JTAG
2/ exécuter la macro SystemConfigPerformance (80000000UL) qui initialise le 32MX dans la meilleure configuration en terme de performance.

a+

[RicounetZap]

Bonjour

Joli projet que je m'empresse de suivre.

Juste pour information concernant l'afficheur, depuis que j'ai découvert les écrans LCD de Nokia type 5110, j'ai laissé tombé les afficheurs à base de HD44780. Commande via bus SPI, moins de 4 € livré sur la baie, rapide et simple à mettre en œuvre.

Cordialement

[schneiderj]

Bonjour,

J'ai envisagé l'utilisation d'une carte comme celle de Sparkfun, en fait celle d'Olimex (http://www.olimex.com/dev/pic32-t795.html) qui est vendu moins de 20 € !
Mais finalement j'ai opté pour la voie "tout faire moi même". J'ai deux carte de chez Olimex la PIC32 web et la PIC32 pinguino dont je me sers pour mes testes lorsque je rame trop avec mes prototypes...

Mon problème de clignotement est avec un PIC32MX795. Il y a dix jours j'ai eu le même problème, mais en plus il n'y avait plus de communication avec ICD3. J'ai viré le PIC et mis un neuf à la place, et tout était renté dans l'ordre.
Il est probable que je ne fasse pas assez attention aux problèmes liés à l’électricité électrostatique : aucune protection sur ma table et j'oublie très souvent de me relier à la terre... est-ce cela ?

RicounetZap : pourrais-tu me communiquer l'adresse de ton revendeur ebay ?

Merci
Jean-Marie

EDIT : le JTAG est désactivé. Par contre je n'utilise pas pour l'instant la fonction SystemConfigPerformance.

[RicounetZap]

Bonjour

Voici le lien pour l'écran Nokia : http://www.ebay.com/itm/ws/eBayISAPI...E:L:OC:FR:3160
J'en ai déjà commandé un chez ce vendeur, 3 semaines après son envoi, et n'ayant toujours rien reçu,je lui ai envoyé un mail. Il en a renvoyé 1 quasi immédiatement que j'ai reçu moins d'une semaine après.
Je viens d'ailleurs de lui en reprendre 2 pour mes protos
Cordialement

[schneiderj]

Merci pour ta réponse. Je vais également en commander 2 ou 3 ! Pas pour les utiliser tout de suite, je préfère rester sur un produit que je connais pour le développement de cette application, mais je les aurai sous la main si j'ai un peu de temps !

Je continue :

RS232 :

Là je suis un peu plus indécit : je pense utiliser le max211 qui permet d'avoir jusqu'à 4 lignes RX/TX, mais je n'ai jamais utiliser ce composant.
Qu'en pensez-vous ?

Jean-Marie

[maximilien]

Bonsoir,

je me demande à quoi servent ces projets?
Peut être un descriptif de l'application finale attirerait les foules?

Perso, je pense que sans savoir quel est le but de la carte, le choix des composants ne reste qu'une affaire de gout!

Non?

[schneiderj]

Bonsoir maximilien !

A quoi va servir ce projet (le premier) ? Je peux effectivement en dire un peu plus, d'autant que dans mon labo je me sens un peu seul pour discuter de ce sujet.

L'objectif est de maitriser la cristallisation cristallisation d'un produit racémique qui a la particularité de cristalliser sous la forme de conglomérat (comme les cristaux que Pasteur avaient séparés sous son microscope avec une pince à épiler). Afin de mieux connaitre le comportement de cette cristallisation, je veux faire de l'acquisition de donnée (température, pouvoir rotatoire, turbidité), puis faire de l'automatisation : c'est ce qui explique le besoin de plusieurs liaisons par RS232.

Voici pour le contexte. Le problème que j'ai c'est que peu de personne ne veut me suivre sur cette voie... j'ai donc des moyens financiers plus que limité. J'aurais aimé prendre un stagiaire pour faire ce travail... mais un stagiaire avec un projet, mais sans réel compétence pour l'encadrer, ce n'est pas vraiment terrible pour l'étudiant ! Enfin ce n'est pas ma philosophie : le contrat doit être du type gagnant/ gagnant et non pas exploité/profiteur !
Et qui de plus est c'est une situation qui ne me déplait pas, je dirais plutôt que je les recherche !

Ce projet n'est donc pas un Machin qui va finir au fond d'un tiroir... ça je peux te le garantir. Et si tu le désire, je te propose de venir me rendre visite (dans quelque semaine, lorsque le système commencera à être opérationnel).

Pour ce qui est du deuxième projet... pour l'instant je ne dirais pas un mot de plus .

Jean-Marie

[schneiderj]

Et maintenant la suite :

L'alimentation :

• 3.3 volts
• 5 volts :
• L'une et l'autre tension seront assurés par un régulateur MCP1824S

avec une diode Schottky en amont pour éviter tout inversion de polarité !

Ce qui pour l'instant donne comme schéma (voir pièce jointe... j’espère ne pas me faire E...).

Jean-Marie

[schneiderj]

Bon l'image, mais avec le format ce n'est pas vraiment lisible ! Si vous avez une idée pour améliorer cela, merci de m'en faire profiter.

Maximilien : un autre point. L'objet de ce sujet évidement est bien le choix des composants, mais surtout le routage ! Car je crois que je vais avoir besoin de conseil si je ne veux pas me retrouver avec une carte pourrie .

Bonne soirée
Jean-Marie

Remarque : mon image était au format gif et pgn. Mais sur le site elle est en jpeg. Est-ce normal ?

[maximilien]

Merci pour ces explications!

Maximilien : un autre point. L'objet de ce sujet évidement est bien le choix des composants, mais surtout le routage ! Car je crois que je vais avoir besoin de conseil si je ne veux pas me retrouver avec une carte pourrie .

Facile! Il suffit d'observer les cartes que tu possèdes déjà et de bien lire les datasheets.
Une fois les quartz bien placés et bien routés, tes cartes devraient bien fonctionner.
Ah si, il y a aussi les alims...

Je suivrai le déroulement de ce projet!

[schneiderj]

Bonsoir,

j'ai commencé à regarder la partie éthernet... humm et là rien ne va plus !

Auriez-vous quelques liens pour m'aider à comprendre comment fonctionne cette interface ?
Car je m'embrouille entre le rôle du microcontrolleur et les circuits qui sont à côté de lui. Par exemple pour la carte Olimex PIC32web, le PIC (PIC23MX460) communique par PCI avec un module basé sur la puce ENC624J600. Donc dans ce cas c'est cette puce qui se charge de tout.

Mais le starter kit éthernet de microchip avec son MX795, passe par le transcevier DP83848C... .

Auriez-vous quelques liens à me proposer pour que je puisse me déniaiser à ce propos ?

Merci
Jean-Marie

[schneiderj]

Je viens de trouver un message sur le forum microchip qui explique pas mal de point : http://www.microchip.com/forums/tm.aspx?high=&m=568293&mpage=1 #600659#9

[RISC]

Salut,

Tu as 2 possibilités pour faire une liaison ethernet :
1/ tu utilises le MAC interne et tu connectes un circuit PHY externe (comme sur le PIC32 starter kit)
2/ tu utilises un controleur ethernet externe qui intègre le MAC et le PHY comme le ENC424J600 (liaison SPI) ou le ENC624J600 (liaison //)

Par contre le débit est bien sur bien moins bon dans la solution 2 car le MAC intégré dans le PIC32MX795 est capable de faire du DMA sur les paquets entrants et sortant et d'attendre 72Mbits en UDP ;=)
A mon avis c'est dommage d'utiliser le PIC32MX795 et de lui adjoindre un ENCx24J600 externe ;=)...mais c'est plus facile à router !
Il ne faut surtout pas sous estimer la complexité du routage entre le PHY externe et le connecteur RJ45 car on est dans le monde analogique avec adaptation d'impédance.
Pour cette même raison il est conseillé d'utiliser le bus MII plutôt que RMII car le premier fonctionne à 25MHz et le second à 50MHz ce qui complique encore le routage. Le RMII a bien sûr l'avantage de nécessiter moins de broches sur le micro.

Ne pas s'aventurer non plus à utiliser un PHY qui n'est pas dans la liste des PHY supportés par la stack TCP/IP...à moins d'être aventurier ;=)

a+

[schneiderj]

Merci Risc ! Tout devient plus claire.

Je vais donc continuer avec la solution du starter kit avec :

• http://fr.farnell.com/national-semic...cms/dp/1286816
• http://fr.farnell.com/stewart-connec...83?Ntt=1137983

Pour le connecteur, je n'ai pas trouvé la même référence que celle du starter kit, mais d'après ce que j'ai compris en lisant le datasheet, celui-ci devrait convenir. Est-ce exacte ?

Le PIC avec ces 100 pins donnent beaucoup de possibilité de connexion, mais avec ce que j'ai déjà en place, je me rends compte que l'utilisation des différents ports n'est pas des plus simple. Je suis donc partant pour reprendre la solution du starter kit qui utilise le bus RMII. Microchip donne l’implémentation des composants, mais pas le routage. Est-ce que Microchip le propose aux utilisateurs ?

Merci pour vos commentaires
Jean-Marie

[RISC]

Salut,

Sur les starterkits PIC32 il y a un connecteur HIROSE.
Il existe une carte de "fond de panier" ( Starter Kit I/O Expansion Board ) pour pouvoir facilement prototyper en insérant le PIC32 ethernet starter kit d'un coté et de l'autre des connecteurs DIL et Pictail plus permettant d'ajouter des cartes prototypes.

Si tu veux les fichiers de routage tu peux tenter ta chance auprès du service de support technique en ligne : http://support.microchip.com.
Il est parfois possible de les obtenir.

a+

[schneiderj]

Bonjour,

Voici le schéma de la partie éthernet (je posterai la partie microcontrolleur ce soir), copiée à partir du starter kit de microchip.
Que dois-je prendre comme oscillateur pour ce circuit ?
Je m'orienterais vers celui-ci : http://fr.farnell.com/jsp/search/pro...sp?sku=1641047. Est-ce qu'il convient ?

J'ai joint le schéma au format gif et au format pdf, plus facile à lire !Schema P32 795.pdfEthernet Oscillateur.gif

Merci pour votre aide,
Jean-Marie

[Tropique]

Bonjour,

Merci de respecter les http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html et de représenter l'image en un format autre que le pdf, réservé aux documents complexes et multipages.

[schneiderj]

Bonjour Tropic.

Je pense avoir respecté la charte puisque j'ai posté un format gif.
Auquel j'ai ajouté le pdf qui permet une lisibilité inéquivalente par rapport au gif dés que le compression devient importante.

Mais peut être est-ce une interprétation inacceptable ?

Jean-Marie

[schneiderj]

Bonjour,

Voici le résultat du début du routage de ma futur carte. Il n'y a encore n'y plan de masse ni plan pour VDD. Il seront respectivement sur les couches deux et trois.
Afin de respecter au mieux les recommandations de microchip (placer au plus prés les capacités de découplages sur la même couches que le microcontrolleur) et celle de TI (placer le microcontrolleur au plus prés du DP83848), je commence à me retrouver à l'étroit pour placer les autres composants. J’ai déjà en partie supprimé le routage qui relie le P32MX au DP pour placer le quartz, mais cela ne suffit pas. Il faut donc que je recule le microcontrolleur.

Mais peut-être auriez-vous d'autres idées !

Jean-Marie

[jlcms]

Bonjour,

Toutes les précautions ne sont pas prises:
1) dans la liaison entre le PIC32 et le DP:
- il faut éviter les vias et il faut mettre en face les signaux RXD1 RXD0 TXD1 TXD0, ce qui se fait en mettant le DP sur la face opposée.
- si cela ne peut pas être fait (DP et Pic opposés) il faut utiliser les résistances de 33R pour croiser les câbles.
- il faut toujours veiller à maintenir égales les longueurs des signaux de la liaison RMII.
- je trouve dangereux d'utiliser le RMII (50MHz) au lieu du MII (25MHz)
2) dans la liaison entre le DP et le transfo ethernet:
- c'est un routage différentiel donc il faut maintenir les paires RD ou TD le plus longtemps possible jusqu'au transfo.
- cette liaison est moins sensible car c'est autour de 25MHz

Cela dit je viens d'observer ma carte "Pic32 Ethernet Starter Kit" et le routage effectué ne respecte pas grand chose, et est très ressemblant au routage proposé.
Donc pas de panique sur mes remarques ça marchera dans tous les cas

[jlcms]

Il y a un truc qui me chagrine, c'est la longueur trop différente entre R31 et l'entrée clk du pic et celle du DP. Sur l'ESK il y a la même longueur.
Le condo C39, c'est une blague j'espère?
Enfin le quartz 8MHz doit coller le PIC.

[schneiderj]

Bonjour ,

je te remercie pour tes commentaires. J'ai choisi le RMII car j'ai besoin de pratiquement toutes les pin du PIC32, et encore, je risque d'être coincé pour certains périphériques.
D'ailleurs dans ce cadre là, j'imagine qu'il existe des composants qui peuvent être une interface entre le PIC et une carte de commande ( de moteur pas à pas dans mon cas) : ce composant est commandé soit par bus I2C ou un SPI, ce qui permet d'ajouter plusieurs ports au microcontrolleur (autre que la puce de microchip qui permet d’étendre les possibilités du microcontrolleur).

Pour la disposition des composants sur le starter kit de microchip, tu as parfaitement raison le PIC est sur la face supérieur et le DP83848 sur la face inférieur :
PIC32_ethernet bottom.jpgPIC32_Ethernet_Top.jpg

J'ai voulu placé tous les plus gros composants sur la partie supérieur afin de simplifier leur mise en place : pour l'instant je ne suis pas capable de passer au four un circuit avec des composant sur la face inférieur.
Mais force est de constaté, comme tu me l'as fait remarqué que le routage ne va plus. Je retourne donc à la case départ !

Le condo n'est pas une blague, j'ai vu plusieurs datasheet qui en place un à cet endroit. Mais comme beaucoup d'autre n'en mettent pas, je l'ai mis au conditionnel : la place est prévu ne sera utilisé que si nécessaire.
Par contre pour ce qui est de la différence de longueur entre l'oscillateur et le DP83848 et le PIC, j'ai tout faut. Je vais revoir cette partie.

Je reviens dès que j'ai un peu avancé,
Jean-Marie

[schneiderj]

Rebonjour,

voici un début de re-routage :

Est-ce mieux ?

Jean-Marie

[jlcms]

En fait c'est plutôt moins bien.

D'abord pour la liaison RMII:
- j'aurais mis le pic dans le coin du DP (a la même hauteur mais tourné de +90° (sens trigo) et 10mm vers la droite)
- ensuite j'aurais collé les vias très proche des résistances de liaison. En effet chaque via ou chaque passage dans un composant est susceptible de créer une réflexion et donc des ondes stationnaires. Grouper un via avec un composant termine mieux la ligne.
- enfin je me débrouillerais pour avoir à peu près la même longueur sur tous les fils RMII.
Je ne vois plus le circuit générant le CLK du RMII?

Pour la liaison entre le DP et le RJ45:
- c'était carrément mieux sur ton premier routage.
- va voir à la page 136 de ce document: http://www.picmg.org/pdf/PICMG_COMDG_100.pdf et utilise les règles indiquées (piste de ~6mils entre les pistes ~8mils)
- pour avoir réellement une impédance de 55ohms et diff de 95ohms vérifie avec tes épaisseurs de cuivre et d'epoxy et un "Differential Microstrip Impedance Calculator". Ceci te permettra de prendre les bonnes largeurs de piste et l'espacement entre les pistes.
- le principe est simple il faut garder le TX+ collé au TX- (ou le RX+ avec le RX-) le plus longtemps possible et en général si l'on utilise les valeurs limites de fabrication du cuivre, ça colle à peux près sur les impédances.
- les résistances de charge étaient mieux routées dans le premier essai, avec une résistance à cheval.

Mais rassures-toi si tu laisse comme ça je pense que cela marchera sauf en ce qui concerne la longueur égale des pistes pour le clk 50MHz du RMII. Là il faut vraiment être synchrone.

[RISC]

Salut,

D'ailleurs dans ce cadre là, j'imagine qu'il existe des composants qui peuvent être une interface entre le PIC et une carte de commande ( de moteur pas à pas dans mon cas) : ce composant est commandé soit par bus I2C ou un SPI, ce qui permet d'ajouter plusieurs ports au microcontrolleur (autre que la puce de microchip qui permet d’étendre les possibilités du microcontrolleur).

Il existe effectivement des ports expander I2C et SPI : http://www.microchip.com/ParamChartS...g=en&pageId=79

Attention au routage du RMII à 50MHz....
Concernant la résistance Rbias..la datasheet de NS ne dit je crois pas grand chose à ce sujet. J'avais trouvé un commentaire sur l'ENCxxx ( controleur ethernet externe) :
“The resistor influences the TPOUT+/- signal amplitude. The RBIAS resistor should be placed as close as possible to the chip with no immediately adjacent signal traces in order to prevent noise capacitively coupling into the pin and affecting the transmit behavior. It is recommended that the resistor be a surface mount type”

Fais attention à la valeur de Rbias et de sa tolérance.

Il existe des cartes sur le marché qui utilisent des PIC32MX795. N'hésites pas à jeter un coup d'oeil au placement des composants.


a+

[schneiderj]

Bonjour,

Voici une nouvelle mouture de ce routage, modification faite avant que je ne lise vos message : à l'impression j'ai noté que le placement du microcontrolleur n'était pas bon. Voici ce que cela donne maintenant :



NB : une version plus grande de l'image est en lien : cliquez sur l'image pour l'ouvrir. J’espère ne pas encore être en défaut par rapport à la charte du forum...

Bon je file car ma femme s'impatiente !

Jean-Marie