rekonfigurierbare Analogschaltungen

Hallo Frank,

At $21.88? I don't think so ...

Bei mir darf oft die ganze fertige Platine nur ein Zehntel davon kosten, inklusive Endtest und Verschiffung.

Es gibt vieles, was mit Switch Caps nicht fluppt. Die EMV koennte man allerdings in den Griff bekommen, damit hatte ich bisher keine Problems. Allerdings setze ich geschaltete Kapazitaeten weniger als einmal im Jahr in Designs ein.

Wenn man spezielle Teile wie PIN Dioden braucht, Pustekuchen. Mit Spulen wuerde das auch so eine Sache ...

Im Ernst, analoge Schaltungsentwicklung geschieht mit sehr viel Planung, Rechnen und eventuell etwas Simulieren, aber ohne viel Rumprobieren. Spaeter werden allenfalls hie und da Bauteilwerte geaendert, am eigentlich Layout ruettelt man aber kaum. Die ganzen SoC Chosen haben mit bisher nicht aus dem Stuhl gerissen. Die Daten der darauf angebotenen Bauteile sind , naja, meist eher untere Schublade. In der Regel gibt es eh nur Sachen wie Opamps, keine freien Transistoren oder so.

Wenn mans diskret aufbaut hat man den Vorteil daß man unterschiedliche IC-Typen wie SC-Filter, EE-POTs, Controller verwursteln kann. Letztlich muß man sich aber auch da auf eine bestimmte Applikation festlegen. Man kann z.B. wie ehedem im Analogrechner Filter bauen:

Man kann den Wurm allerdings vermutlich nicht länger als 4 - 6 Integratoren bekommen, weil die üblichen Dreckeffekte das verhindern die einen normalerweise auch zwingen Biquads zu kaskadieren.

Angedachte Anwendung war mal: bequemer Simulator von Regelstrecken ( Totzeit wäre in der Struktur feste Widerstände als Padé-Approximation verschaltet ). Bzw. adaptiver Regler wäre auf dem Weg auch denkbar. Vorschläge dazu gabs früher auch schon, aber mit MDACs statt EE-POTs ists etwas aufwendig.

Vorteil gegenüber

• analogem Filter: einstellbar per Software.

• digitalem Regler auf Controller: für schnelle Regelstrecken bis kHz geeignet, belastet Controller nicht.

• DSP als Coprozessor: höhere Samplefrequenz ( damit "analoger" ) und der wäre mit simplem Filter kaum richtig ausgelastet.

MfG JRD

Frank Buss :

Zitat: "Der AN10E40 wurde von der Firma Anadigm (ehemals Anadyne) im Jahr 2001 auf den Markt gebracht. Bei ihm handelt es sich um eine Weiterentwicklung der ursprünglich von Motorola gefertigten FPAAs. Motorola wiederum hat ursprünglich die Technologie von der Firma Pilkington Microelectronics aufgekauft."

Sieht mir so aus, als ob das - weil ein heisses Eisen - immer von einem zum andren weitergeschoben wurde. Nicht gerade vertrauenserweckend.

M.

Ich weiss jetzt nicht ob es die waren oder was ähnliches... Da habe ich mir mal die Demos angeschaut. Filter und so sind ja ganz nett und sinnvoll. Aber der Aufwand, um einen Analogschalter zu implementieren, war nur noch lachhaft. Da war der halbe Chip voll, weil das irgendwie mit Logarithmisierer und viel Berechnungen lief.

Georg Acher schrieb:

war

Hallo,

vermutlich hat man einen Analogmultiplizierer für den Faktor 0 und 1 benutzt. Der Analogmultiplizierer braucht dann wieder Logarithmierer, Addierer und Potenzierer.

Bye

Das war Zetex/TRAC bipolar ca. 1997. Hat ein englischer Hochschulprofessor erfunden/propagiert so weit ich mich erinnere, Zetex war erstmal nur Foundry.

Nischenlösung würde nie das Volumen haben, daß es zu Motorola passen könnte. Die haben damals auch ihre Pläne für digitale FPGAs aufgegeben, weil der R&D & Support in keinem Verhältnis zum erzielbaren Gewinn stand. Man hätte ja erstmal noch Xilinx & Altera aushebeln müssen.

MfG JRD

Hallo Matthias,

Technology looking for a home?

Naja, man sollte nicht alles totreden, du klingst ja fast deutsch ;-)

Manchmal dauert es lange, bis aus den ersten Serienprototypen was taugliches wird. Als Xilinx um 1985 das erste FPGA (2064) gebastelt hatte, hat auch keiner geglaubt, dass das das Prinzip jemals gegen ASICs anstinken könnte. Damals musste man das Ding ja noch wirklich mühsam per Editor routen, hatte gerade mal 64 Flipflops und war sinnvoll nicht über 10MHz zu betreiben. Und heute gibt eine ASIC-Firma nach der anderen ihren Structured-ASIC-Bereich auf, weil die FPGAs ihnen den Markt abgraben. Für Millionenstückzahlen oder exotische Anwendungen (Mixed Signal, etc.) lohnt es sich noch, für alles andere sind FPGAs (preis)effizienter.

Könnte mit FPAAs auch noch passieren.

Hallo Georg,

Nun ja, ich habe diese Technologie lange beobachtet. Wenn etwas ueber mehr als ein Jahrzehnt keinen Hering vom Teller gezogen hat, wird die Wahrscheinlichkeit eines spaeten Durchbruchs immer geringer. Der Preisdurck wird dagegen hoeher. Beispiel aus meiner Feder: Schaltung mit

musste

Richtig, aber dort war es abzusehen. Manche Firmen schmissen viel zu frueh das Handtuch. Z.B. hatte Intel Anfang der 90er die besten CPLD, weil endlich eine Firma kapierte, dass >10mA Ruhestrom ein Design-In Killer ist. Und dann warfen sie alles auf den Muell .

Mir hatte diese Intel Episode eine Lehre erteilt. Fast haette ich sie in ein Design gesetzt. Haetten wir echt alt ausgesehen. 2nd Source ist mir lieber, und bei analogen Bauteilen kann man das sicherstellen.

Glaube ich ehrlich gesagt nicht. Da wird noch viel Wasser die Isar runterfliessen ;-)

Zetex hat seine "Serie 700" noch, d.h. bipolar-ICs ( Transistoren, Widerstände ) die per Metallmaske konfiguriert werden. Technisch wäre es eventuell möglich ( auf veränderten Chips ) Metallmaske als Gitternetz auszuführen und per Laser Verbindungen zu trennen. Es gab das Verfahren ehedem in der Schweiz für digitale GateArrays in den 80ern, als die Strukturen noch grob genug waren. Damals kam der Hersteller bei Bedarf mit Lastwagen zum Kunden und fertigte im Container die Muster. D.h. die ICs liegen dann als Keramik-LCCs fertig gebondet bereit, würden mit Laser endkonfiguriert, optional Deckel drauf ( oder oben offen falls jemand anstechen will oder Klecks ) und dann per Post zum Kunden. Die Serie dann konventionell mit Metallmaske. Die Lösung muß also nicht in der Chiptechnik liegen, Servicelösung tuts genauso. Vgl. Leiterplatten.

War wohl eher Philips, die Coolrunner gingen dann an Xilinx über. Intel war ehedem die foundry für Altera, hat aber selber glaube ich nie versucht in dem Markt aktiv zu werden.

MfG JRD

Doch, Intel hatte etwas, das sich Flexlogic nannte und recht schnell wieder verschwand:

cu Michael

Hallo Rafael,

Maske kostet normalerweise satt Geld. Das ist kein wirkliches FPAA. Dann die 750ohm, aus denen man so ziemlich alles zusammenstueckeln muss, naja. Beim Klick aufs Datenblatt erscheint inzwischen diese Meldung:

"Because Zetex has redeveloped its web site, the URL you have used may no longer be available. To view the Zetex home page, click here."

Hoert sich irgendwie nach Mauerbluemchen an.

Da kann man aber auch gleich MOSIS oder einen Shuttle Run nehmen.

Nein, das war definitiv Intel. Ich hatte die Software und alles. Habe alles weggeworfen, weiss die Typennummern nicht mehr. Irgendetwas mit xxx256, gab auch 128er Versionen. Jedenfalls hatten sie da einen absoluten Knueller in der Hand und keiner schien es zu kapieren. Es war weit und breit die einige Serie, bei der der Stromverbrauch bei niedrigen Taktraten gegen Null ging. Coolrunner gab es noch nicht.

Hallo Michael,

Richtig, FlexLogic war der Name, auf den ich nicht mehr kam. Es gab die Dinger schon ein paar Jahre lang, aber IMHO hat Intel einen zu kurzen Geduldsfaden, sie geben zu schnell auf. Das waren huebsche Chips, schade. Jedenfalls hat mich diese Abkuendigung vorsichtig in Sachen FPGA und PLD gemacht. Besser immer erstmal abwarten. Oder wie wir hier sagen "Let's wait and see what shakes out".

Inzwischen benutze ich praktisch keine Intel Bauteile mehr in neuen Designs, wohne jetzt aber nur noch 10 Meilen von deren Schmiede entfernt. Schon seltsam.

|> Richtig, aber dort war es abzusehen. Manche Firmen schmissen viel zu |> frueh das Handtuch. Z.B. hatte Intel Anfang der 90er die besten CPLD, |> weil endlich eine Firma kapierte, dass >10mA Ruhestrom ein Design-In |> Killer ist. Und dann warfen sie alles auf den Muell . |> |> Mir hatte diese Intel Episode eine Lehre erteilt. Fast haette ich sie in |> ein Design gesetzt. Haetten wir echt alt ausgesehen. 2nd Source ist mir |> lieber, und bei analogen Bauteilen kann man das sicherstellen.

Es hat keine der grossen "bekannten" IC-Buden den CPLD/FPGA-Hype überlebt. NS ist es losgeworden, AMD über den Zwischenschritt Vantis auch, Philips hat an Xilinx verscherbelt, Moto an Pilkington, Intel an Altera. TI hatte AFAIR auch mal MMI-Kram, aber auch nicht lange. ST hat angefangen (GOSPL oder so) es aber dann auch schnell begraben.

Die haben alle gemerkt, dass es bei HW-Entwicklung nicht bleiben kann. So ein PAL-Assembler ist Kindergarten, ein CPLD-Fitter wird schon anstrengend, bei FPGAs ist die SW kriegsentscheidend... Bei Xilinx sitzt der überwiegende Teil auch an der SW, und selbst das merkt man nicht immer ;-)

Hallo Georg,

FPGAs

Und dann kommen so Konsorten wie ich, gucken das FPGA auf dem zu ueberarbeitenden Board schief an, sehen in die BOM Liste unter der Spalte "Cost", verschlucken sich, bekommen einen Hustenanfall und schon fliegt das Dingen wieder raus.

Gerade wieder einen Adressdekoder gezimmert. 74HC688 rulez, mit fuffzig Pfennig ist man dabei :-))

Sorry, ich meinte natuerlich 15 Cents. 50 Pfennig waere ja bieste-teuer. Wo kaemen wir hin?

Für einen Adressdekodierer würde ich auch keinen FPGA einsetzen. Es gibt aber auch schon relativ preiswerte CPLDs (< 2 Dollar), die bei komplexeren Aufgaben einiges an Bauteilen und Kosten einsparen können.

Andererseits hängt es auch jeweils von der Aufgabe ab. Wenn man einen teueren FPGA durch 60 Bauteile auf einer Briefmarke ersetzen kann, dann lohnt sich das für größere Stückzahlen, sonst könnt eine Entwicklung per FPGA vielleicht insgesamt preisgünstiger sein, denn man muß ja auch die Entwicklungskosten mit berücksichtigen, was ab einem gewissen Komplexitätsgrad und Echtzeitanforderung (sonst kann man auch Microcontroller nehmen) mit FPGAs am preiswertesten mit VHDL oder Verilog umzusetzen ist. Und man hat sogar die Option bei einigen Herstellern, ASICs daraus zu machen.

Bei reinen Analogschaltungen könnte das aber wieder anders aussehen, da man, anders als bei Digitalschaltungen, meist nicht hundertausende von Bauteilen braucht. Aber vielleicht wäre das eine Nische? Was könnte man mit einem FPAA machen, der nicht nur 25 Analogelemente zur Verfügung stellt, sondern z.B. 25.000? Blitzschnelle, rekonfigurierbare Analogrechner, die jeden heutigen Digitalrechner alt aussehen lassen würden?

Hallo Frank,

Radio Eriwan wuerde sagen, im Prinzip ja, aber: Die 25000 Bauteile wuerden sich schnell verbrauchen, weil z.B. nur ein oder zwei Widerstandswerte angeboten sind und massiv in Serie oder parallel geschaltet werden muss. Auch sind die Daten der vorhandenen Transistoren und Opamps normalerweise ziemlich mies.

FFT mit OPs und Widerständen ? Gabs in 70ern versuchsweise auch schon:

Das Grundproblem ist daß Analogtechnik sehr schnell an Bauteiltoleranzen krankt. Insofern will man lieber weniger Bauteile. Ein Geschwindigkeitsvorteil analog vs. digital ergibt sich traditionell daraus, daß analog ein Parallelrechner ist.

Es gab auch in den 70ern bereits simple digitale 1 bit SIMD Parallelrechner speziell für Bildverarbeitung ( "jedem Pixel seine CPU" ) vgl. CLIP4 d.h. den "Cellular Logic Image Processor". Die Kisten sind heute via FPGAs wieder gangbarer geworden:

Revisit Geometrical Arithmetic Parallel Processor (GAPP) - CH Ting "I worked on GAPP arrays at Lockheed in 1980's. It looks that we can now put 1M processors on a single chip instead of 72 in the original GAPP chip. You can hold complete HDTV image frames in one chip and do real time processing. All the interprocessor connections are on chip, and do not have to be brought out to pins. I am prototyping it on Altera Stratix II FPGA, which can hold 1000 processors. Other advance signal processing and huge matrix/linear equation problems can be solved in this chip."

Eventuell erscheint nochmal in der Zeitschrift der FORTH e.V.

MfG JRD