阿瓦隆2

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阿瓦隆2是阿瓦隆项目的第二款产品使用55nm ASIC芯片。

图片

PCB

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单模组

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阿瓦隆2 parts

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Avalon2

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User manual

TP LINK WR703N

The USB on the AR9331 have bugs. if you want use serial console, please the direct serial console on 703N (the /dev/ttyATH0). it's far more stable then USB-serial convertor. you may want add a usb-hub between machine and 703n

Raspberry Pi

文件:13 ports usb hub.png
The 13 ports USB HUB
  • The default firmware IP address is 192.168.0.100, you can access it by http://192.168.0.100
  • You may need update the address/DNS to your local configuration. DO NOT FORGET your IP address.
  • If Rpi can access internet the cgminer should automatic start

Manual by others

The Avalon2

Power supply

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Specification

315GH/s, 1020W@220V in normal mode. 
210GH/s, 420W@220V in ECO mode. 

Avalon2 Single Modular

Module hash speed: ~105GHS
Chip operating speed: 1.5GHS 
Chip working voltage: 1.0V 
Typical values ​​DH: ~2% 
Module Power: 24.5A@12V, 294W (excluding fan power consumption). 0.1A @ 5V, 0.5A @ 3.3V. 
Power Module conversion efficiency: >= 87% 
Design Operating temperature: 85C (chip temperature), 60C (PCB, temperature sensor measurements) 
Fan: 4PIN PWM speed control, report fan speed back.
Include: Single modular, USB Connector

LEDS

from bottom(FPGA) to top is 1 to 8 
1, 2, 3, 4, 5: Blink when found nonce
6, 7, Data transfer
8: Error or under testing

Design Files

Firmware

Source code

NEXT

20140320

20140123

  • Here: http://downloads.canaan-creative.com/software/avalon2/2014-01-23/
  • MM(201401-a3cb3950): Include the first stable version of MM firmware
  • Include the RPi OpenWrt firmware
  • Include the 703N OpenWrt firmware
  • Support fixed fan speed, support A3255 frequency from 1G to 2G, support adjust voltage for 0.65v to 1.1v
  • Display all modules status include 2 fan, 2 temperature sensors, voltage and frequency
  • Voltage display as encode mode. needs to be changed to human readable
  • Include an ASIC cores testing python script

Testing

Donation

Links



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本设计由3个部分组成,左边的控制器,1-5号运算板和尾部的风扇控制电路。具体可以参考布局说明图片。

1-5号运算板的零件位置是完全一致的。只有在5号运算板的下边有两个温度传感器和一些辅助阻容。

控制器的BOM请见controller.xlsx, 运算板的BOM请见hashunit2.xlsx (注意这只是1/5的BOM), 温度传感器和风扇控制电路的BOM见peripheral.xlsx

需要注意的是因为现在的设计不能掰开电路板,而且电路板很大成本很高,良率很重要。

在下一步的机箱,通信和电源背板,以及控制器设计完成之前,暂时使用单模组适配器来工作。适配器需要使用ATX电源供电,功率至少350W(建议400W以上),插入USB后自动开启ATX电源。

FPGA需要先写入固件。

上位机软件尚在编写中,目前已经可以基本稳定运行。

对于PCB的工艺性建议:

module的PCB使用TG160以上板材以确保热稳定性。表层铜厚2OZ,内层铜厚1OZ。建议成品板厚度控制在0.6-1mm。由于设计上为VIA ON PAD,因此所有孔都必须使用填孔工艺以确保焊接良率。树脂填料建议使用含银或含铜的高导热系数材料来增强PCB的垂直散热能力。

ADP板相对要求较低。因电流密度较大,铜厚建议2OZ。


模组的相关信息:

芯片额定工作速度:1.5GHs 芯片额定工作电压:1.0V 模组HASH速度:105GHs 典型DH值:~2.5% 模组功耗:24.5A@12V, 294W (不含风扇功耗)。0.1A@5V,0.5A@3.3V。 电源模块转换效率:>=87% 设计工作温度:85 C(主芯片结温),60 C(PCB,温度传感器测量值) 2个风扇接口,4PIN PWM调速,支持测速功能。

核心供电模块(带14个芯片)的相关信息: 结构形式:2相 电源模块额定输出:55A 电源模块最大(保护)输出:70A 电源纹波:<=50mV 电压调整范围:0.6V-1.5V (软件限制0.6-1.1V)

模组组装调试指南:

焊接前PCB和元器件均需要进行烘烤,彻底去除水汽。 焊接后先进行目检。 推荐在试产阶段就进行X射线检查,主要是A3255下方的散热焊盘需要尽量高的焊锡填充面积,推荐>85%。为了达到这个目标,可能需要对钢网的厚度及开孔方式进行一些实验。

电气检查: 对整板12V,5V和3.3V输入进行阻抗测试。用万用表进行。 对每路运算板单独进行阻抗测试,主要是核心和PLL供电。由于55nm芯片的特性,在测量核心供电阻抗时应该只有几欧姆。 使用XILINX Platform Cable USB 编程器对板上的FPGA进行编程。 在模组开始运行以后,注意每路的PG LED是否点亮。并测量每个运算单元的核心电压是否正常,PLL电压是否正常,整板功耗是否正常(包括12V轨,5V轨和3.3V轨的电流)。 之后即可进入软件调试的阶段。

一些排除故障的建议:

如果阻抗测试不正常,请检查焊接情况并确定PCB的制造质量。 如果电源输出电压不正常,请注意该组上SN74HC595D的输出是否正常。因为ADP3208D为IMVP6+兼容的DC-DC控制器,他的电压调整是软件方式进行的。FPGA的串行配置信号由SN74HC595D转化为并行配置信号给ADP3208D。 如果电源短暂输出后即停止输出,请注意是否为核心电源模块本身过流保护。电源模块在测量到过大的输出电流后会自动关闭来避免出现危险。而检测电流强度的手段是测量电感的DCR压降。因此这个设计对于电感有较高的要求,电感的DCR需要控制在0.7-1毫欧姆之间为佳。否则需要调整过流保护设置电阻R48的值来配合电感的DCR变化。注意,电源模块的最大输出不要超过70A电流,在此输出附近设置过流保护点是明智的。 如果电源正常,但系统不工作的话,建议检查软件方面的情况。 如果有一些组工作不正常,请排查时钟信号和数据通路。具体方法就是检查信号buffer U7,8,10,11,12的3->4pin和1->6pin之间的信号传递是否正常。时钟信号由R17引入至U12,并由R16和R18输出至两组芯片(每组7个)。U7和U10负责两组的配置信号缓冲,而U8和U11是两组的结果返回缓冲。 如何确定芯片实际运行速度,请用示波器直接测量C-CK测试点。测得的频率*100就是芯片的工作速度。 如果DH值过高,一般都是散热和电源纹波的问题。核心温度请勿超过85度,而电源纹波可以用示波器测量(测量时请注意方法,参考:http://www.ti.com.cn/general/cn/docs/gencontent.tsp?contentId=55117),电源纹波不要超过50mv。