Devkit A F280037

KICAD-C2000-devkit

Shield d'isolation et cartes devkit pour TMS320 C2000, conçus sous KiCad 10. Le brochage est décrit en Markdown, les symboles et les projets KiCad en sont générés — le document reste la source de vérité, pas le schéma.

Cible : une commande numérique de convertisseur de puissance isolé, pilotée par un C2000 et supervisée par un ESP32-C6 pour le Wi-Fi et la mise à jour FOTA.

Architecture — quatre cartes, une barrière

L'isolation est entièrement confinée à la carte de puissance. Le shield ne fait que du conditionnement côté froid : c'est ce qui permet de le fabriquer en 2 couches à la maison sans se poser de question de ligne de fuite.

Liaison shield ↔ puissance : quatre nappes 2 × 8 à alternance signal / masse stricte 1:1, aucune alimentation dedans. Le +5 V passe par un connecteur séparé — les 500 mA de la commande n'ont pas à partager leur retour avec les masses de référence des voies ADC.

Le point de conception le plus notable

Le connecteur est identique à 100 % entre le F280037 et le F28P551, 56 positions sur 56. Les deux devkits sont interchangeables sur le shield.

Ce n'est pas une coïncidence, c'est le résultat d'un arbitrage : les LED ont été délibérément posées sur les entrées/sorties non communes aux deux boîtiers, pour que toutes les broches qui traversent le connecteur, elles, soient communes.

Le brochage est du code

Le fichier doc/spec-devkit.md fait autorité. Les symboles KiCad, les schémas et les vérifications en découlent par génération — on ne modifie jamais un .kicad_sym à la main.

doc/spec-devkit.md            source de vérité, relue par un humain
        │
        ├── gen_symbole_mcu.py   → build/C2000_MCU_LQFP64.kicad_sym
        │                          (dimensionne le symbole depuis les noms)
        │
        └── gen_devkit.py        → devkit_A_F280037.*  devkit_B_F28P551.*
              ▲                    kicad_gen.py — primitives communes
              │
            src/*.kicad_sch        schémas source des devkits, versionnés

shield.*                       édité à la main dans KiCad — pas généré

L'intérêt n'est pas le gain de temps, c'est que les règles de conception deviennent exécutables. Les générateurs vérifient ce que le document promet : unicité des broches et des GPIO, masse de part et d'autre des voies de mesure de courant, présence des réserves. Une divergence entre l'intention et le schéma est une erreur de script, pas un oubli qu'on découvre au routage.

gen_symbole_mcu.py dimensionne par exemple le corps du symbole à partir de la longueur réelle du nom de broche le plus long, pour que les textes des quatre faces ne se croisent jamais — plutôt qu'une taille choisie à l'œil qui casse au premier nom un peu long.

Les schémas ne contiennent d'ailleurs aucun fil : toute la connectivité passe par des étiquettes globales posées sur le point de connexion de chaque broche. C'est ce qui permet d'ajouter un composant par script sans rien router.

Concevoir avec un agent

Une part inhabituelle du travail est faite par un agent : lire les datasheets, en extraire les contraintes, écrire la spécification, générer les symboles, poser les composants et choisir les boîtiers. Le placement et le routage restent manuels — ils encodent des choix que rien ne devine sur une chaîne de mesure de courant.

doc/methode-kicad-claude.md documente cette façon de travailler : le partage des rôles, le déroulé d'une séance, et surtout les pièges de format rencontrés — chacun avec sa signature, parce que KiCad répond « échec du chargement » et rien de plus quand un fichier est malformé.

Projets KiCad

Trois, pas un de plus.

Reproduire

KiCad 10 et Python 3.12 requis. kicad-cli doit être dans le PATH.

python gen_symbole_mcu.py -o build/     # symboles MCU
python gen_devkit.py --force            # les deux projets devkit

kicad-cli sch erc --exit-code-violations <projet>.kicad_sch
kicad-cli pcb drc --exit-code-violations <projet>.kicad_pcb

shield.* n'apparaît pas ici : il est édité à la main et ne se régénère pas. Les schémas de devkit produits à la racine sont en revanche jetables — toute retouche manuelle y est perdue au prochain --force. Ce qui doit survivre se modifie dans src/ ou dans le générateur.

Chaque carte existe en deux versions de fabrication : 2 couches gravées à la maison — pistes 1 mm, vias 2 mm, perçage 0,8 mm — pour itérer vite sur la mécanique, et 4 couches en fabrication externe, avec plan de masse continu sous la zone analogique. Même schéma, même brochage, seul le PCB change.

État d'avancement

Travail en cours, et le dire plutôt que de le masquer :

• Devkit B (F28P551) — PCB placé et routé (24 empreintes, DRC à 0 violation). Les deux connecteurs 2 × 28 portent désormais une sérigraphie par broche — canal ADC réel, GPIO, rôle de bus générique (I2C_CK/DT, SPI_CK/DO/DI/CS...) et alimentations, plutôt que les noms spécialisés du schéma (Vin, I_SHUNT1_CMP...), pour que le connecteur se lise seul. L'ERC du schéma reste à 41 violations, de la même famille que les autres projets (pins de réserve non pilotées).
• Devkit A (F280037) — PCB peuplé (27 empreintes posées depuis le schéma) mais pas encore routé : 106 pastilles non connectées au DRC.
• Shield — connecteurs posés, alimentations câblées avec PWR_FLAG par net. Le routage des signaux n'est pas fait : il demande des choix de conception qui n'ont pas leur place dans un générateur. D'où les 108 violations d'ERC (pin_not_connected attendus). PCB non routé.
• Carte de puissance — spécifiée dans doc/, pas encore dessinée.

Les points laissés ouverts — caractéristiques de sortie des AMC, courant d'entrée du REFIN, choix de VREFHI — sont listés en fin de doc/decisions.md. Ils attendent une lecture de datasheet, pas une estimation.

Décisions à ne pas défaire

Certains choix ressemblent à des inefficacités sans en être. Les douze sont documentés dans doc/decisions.md, chacun avec sa raison et ce qui casse si on le défait — entre autres :

• Les PWM3 et PWM4 restent en réserve et restent des PWM : ce sont les deux seules paires complémentaires HRPWM avec temps mort matériel disponibles.
• Chaque shunt sort deux fois, _MES filtré et _CMP direct. Le chemin comparateur attaque le CMPSS sans filtre anti-repliement : pas de retard sur le déclenchement de la Trip Zone, et un défaut du filtre ne désarme pas la protection.
• Les 16 voies ADC sortent toutes pour 9 nécessaires, les 5 libres étant câblées jusqu'aux réserves de nappe. Une voie ajoutée plus tard se raccorde sans retoucher une seule carte.

Licence

CERN-OHL-S v2 — CERN Open Hardware Licence, fortement réciproque.

Tu peux étudier, modifier, fabriquer et distribuer ce matériel. En contrepartie, si tu distribues un produit fondé dessus, ou une version modifiée, tu dois publier les sources correspondantes sous la même licence.

C'est la licence de référence du matériel libre, l'équivalent de la GPL côté logiciel. Si tu préfères une réciprocité limitée à la carte elle-même, ou pas de réciprocité du tout, les variantes CERN-OHL-W et CERN-OHL-P existent.