ПЛИС + МК

Mon, 13 Sep 2004 13:29:11 +0600 Aleksandr Konosevich wrote to Harry Zhurov:

HZ>> них, гармонично дополняя друг друга? Система, которая дает новое, HZ>> другое качество, позволяя сразу и без геморроя получить требуемую HZ>> скорость передачи на потоке и делать все остальное! HZ>> У меня уже давно почти любой более-менее серьезный проект HZ>> содержит процессор (МК) и ПЛИС. Тандем обкатан и отлично HZ>> зарекомендовал себя реально. И пришел я к этому самостоятельно, имея HZ>> опыт реализации только на МК и только на ПЛИС, когда в полной мере HZ>> столкнулся с геморроем при реализации простых, в общем-то, вещей, но HZ>> плохо ложащихся на имеющееся средство.

AK> Это всё понятно (я бы даже сказал - очевидно ;) У меня лично давно чешутся AK> pуки опpобовать в деле такую связку, но отсутствие сеpъёзной подготовки по AK> части ПЛИС (pавно как и чёткого пpедставления о выпускающихся сейчас AK> буpжуями семействах и их особенностях) служит очевидным тоpмозом ...

Затраты на освоение не такие уж страшные, и определяются, главным образом, глубиной копания. Имхо, оно где-то соизмеримо с затратами на освоение МК. Для начала надо определиться, что именно надо, потом спросить у коллег, они подскажут. По минимуму надо просто на каком-то уровне разбираться в цифровой электронике, чтобы в САПРе нарисовать схему. Hаиболее дружественным из известных мне САПРов на текущий момент, имхо, является Максплюс от Альтеры (да и Квартус тоже, в общем, где-то так же, но он тяжеловат). И хотя он уже не развивается, все равно охват у него приличный - вплоть до ACEX, которые уже весьма сурьезные микрухи (куча логики + память двухпортовая).

On 13/Sep/04 at 14:19 Harry Zhurov writes to Aleksandr Konosevich:

AK> Это всё понятно (я бы даже сказал - очевидно ;) У меня лично AK> давно чешутся AK> pуки опpобовать в деле такую связку, но отсутствие сеpъёзной AK> подготовки по AK> части ПЛИС (pавно как и чёткого пpедставления о выпускающихся AK> сейчас AK> буpжуями семействах и их особенностях) служит очевидным AK> тоpмозом ...

могу сказать на своем совершенно хоббитовском (от слова хобби) уровне -- ПЛИС (на самом минимальном уровне) осваивается за день: собираешь ByteBlasterMV, покупаешь вместе с деталями для бластера EPM3032 (стоит 70 р), делаешь ей питание (я быстренько сляпал на первой попавшейся ЕH12), запускаешь MAX+PLUS, рисуешь там мигалку светодиодом или расширитель в\в для контроллера, прошиваешь и все. дальше осваиваешь по ходу работы над железкой

ЗЫ: EPM3032 это Altera серия MAX3000A

"Harry Zhurov" snipped-for-privacy@online.nsk.su> сообщил/сообщила в новостях следующее: news: snipped-for-privacy@f1003.n.z2.fidonet.ftn...

памяти,

задача

средств,

Извиняюсь, я пропустил начало расклада. Я по поводу экзотичности 2.5 МБода от UART'а, я уже 3 года сижу на

8-битных мк от кипарисов (сейчас они стоят 3.3$), так там UART реально работает на скорости 6 МБод, какая уж тут экзотика ?

Привет!

Mon Sep 13 2004 10:39, Harry Zhurov wrote to Alexander Golov:

...

AG>> Вот уж что точно нафиг не нужно так это ставить какие-то PLD в задачу AG>> прекрасно решаемую на одном универсальном МК.

HZ> Как видно, не так уж она и прекрасно решается. Иначе не было бы у HZ> тебя поползновений в сторону бОльших скоростей сэмплирования и передачи. HZ> Сколько смог, столько и выжал из пика, а представляешь это как уникальное HZ> достижение. Я уже говорил, что если есть требования, их надо выполнять, HZ> на чем доступно. А не только на пиках, получая не требуемое задачей, а HZ> способное получить от пика.

Это совершенно безосновательный вывод. У нас было первое ТЗ, требовавшее полосу сигнала 15 кГц и 100 KSPS и второе на 25 кГц и 200 KSPS и то и другое решалось PIC'ами. Использование dsPIC30F я рассматриваю в контексте желания попробовать сделать более универсальный прибор с программиуемыми усилителями и фильтрами и, если позволят конструктивные ограничения (нужны дополнительные мультиплексоры и фильтры), ускорить вдвое семплинг каналов (не сигналов!). Т.е. вполне вероятно, что и новый вариант останется на базе PIC18 с 200 KSPS, просто потому, что он решает эту задачу в целом эффективнее всех.

HZ>>> Особенно, когда по разным каналам АЦП оцифровывает.

AG>> Естественно по разным и естественно у каждого канала своя база.

HZ> А, т.е. еще и надо упаковывать в пакет данные только с одного канала, HZ> а остальные где-то должны храниться? Понятно, нет предела "разнообразию" HZ> - один геморрой тянет за собой другой. И чего ради?

Уж не знаю зачем ты такое придумал. 2 или 4 последовательных семпла из разных каналов друг за другом укладываются в буфер фрейма, потом PC всё это разбирает. Но база (один начальный отсчёт) у каждого канала своя.

HZ>>> Поэтому если уж упаковывать, то адекватный способ именно на основе HZ>>> разрядности АЦП. Hо паковать 10-битные значения в байты - геморрой HZ>>> почти на любом МК.

AG>> Hет там ничего сложного.

HZ> А я не говорю, что это сложно. Я говорю, что геморройно это. Только и HZ> всего. Куча сдвигов на пустом месте.

И геморройного нет, а "куча сдвигов" это проталкивание двух битов из старшего байта результата АЦ-преобразования в общий буфер для 4-х отсчётов; для PIC18 вместе с загрузкой из АЦП -- 4 цикла на отсчёт. Но, как я уже говорил, это снижает эффективность канала связи.

...

AG>> Я не могу так вот легко разбрасываться дополнительными ИС такого AG>> масштаба,

HZ> Какого масштаба? Что особенного в ПЛИС сегодня? Того же калибра, что HZ> и МК - есть потолще, подороже, как - F28xx, есть помельче, подешевле, как HZ> пик/авр/мсп, есть средние, как MB90 или дспик.

Я говорою про масс-габаритные параметры. Каждая дополнительная ИС такого размера потребует, как минимум, дополнительной поверхности, а то и платы -- при 500 об/с центробежные усилия огромны и чуть ли не любую ИС крупнее TSSOP-16 приходится ставить в геометрическом центре платы. С увеличением числа плат, увеличивается паразитная консольная масса на валу, что тоже не радует. Поэтому я и говорю, что нам приходится биться отдельно за каждую крупную ИС.

HZ> Выбор определяется HZ> задачей. Главное - ПЛИС дает другое качество, она во многом ортогональна HZ> МК, и то, что на МК делается с трудом или вообще не делается, на ПЛИС HZ> реализуется влет, и наоборот, то, что на ПЛИС реализовать непросто и/или HZ> неэффективно, с легкостью достигается на копеечном МК. Hо в тандеме они HZ> мощная сила! И грамотный подход особенно в части проектирования - это HZ> правильно оценить целевую задачу и распределить ее выполнение по HZ> составным частям.

Я оцениваю это разделение в данной задаче, как излишнее.

AG>> потому что это лишняя плата, лишние связи.

HZ> Размер небольшой, связей минимум. Все соизмеримо с вариантом на МК.

Размер огромный, практически все связи МК остаются, плюс масса связей между PLD и практически всеми другими узлами, плюс скорее всего понадобятся буферные ИС, чтобы коммутрировать сигналы от обесточенной PLD. Вместо одного МК, как минимум, тот же МК + PLD + АЦП + память. Тут вообще ничего не соизмеримо.

...

HZ> Именно! Hа ПЛИС что 400 киловыборок, что 500, что 1000 - реализуется HZ> одинаково легко, без извратов и геморроя. АЦП только ставь HZ> соответствующий и трансивер подходящий.

Сами по себе 1000 KSPS при полосе до 25 кГц никому не нужны, а чтобы получить

10 параллельных каналов нужно безумное количество мультиплексоров, 10 фильтров, велико будет число аналоговых линий между платами. В лучшем случае в приборе будет втрое больше плат.

4 канала это разумный компромисс: немало дополнительной аппаратуры по отношению к 2-канальному варианту, но ещё в пределах разумного. Повышать частоту далее 400 KSPS будет иметь смысл только если возникнут новые требования к полосе сигнала (что вряд ли, скорее вырастут требования к точности), на самом деле при полосе 15 кГц чаще будет использоваться

4-канальный режим с 200 KSPS.

...

AG>> А сколько нужно, чтобы по оптике передавать/принимать от 5 Мбит/с AG>> (минимум для 400 KSPS)? Я не особенно надеюсь на менее чем 16 МГц.

HZ> Какая несущая, столько обычно и нужно. От кодирования еще зависит - HZ> например, в случае NRZ это именно так, а для Манчестера надо вдвое HZ> большую тактовую, т.е. для 5 мегабод - 10 МГц.

Это для кодирования, а я спрашивал и про декодирование. Оно требует какой-то ФАП или измерителя интервалов, в любом случае T и 0,5T не обойтись.

HZ> Hо 16 МГц - не проблема ни HZ> в техническом плане - современные ПЛИС спокойно работают на сотнях HZ> мегагерц, ни в плане потребления - не вся же логика на этой скорости HZ> щелкает, а только лишь небольшая часть.

А где можно взять частоту? Скажем 10...16 МГц -- от МК, а дальше? У PLD, какие на эту тему встроенные средства?

...

HZ> Если это FPGA, то вариант - рубить ей питание. Когда надо поработать, HZ> включаешь, грузишь, работаешь. Закончил - вырубил питание. Минус тут - HZ> необходимость времени на загрузку, которое порядка десятков-сотен HZ> миллисекунд в зависимости от размера ПЛИС. Если такое время включения не HZ> проблема, то какой-нибудь младший ACEX вполне рулит.

Не проблема. Только МК нужно будет какими-то своими средствами принимать команду на включение.

...

AG>> Hа данный момент видно, что предлагается поставить 100-ногую PLD, AG>> внешний АЦП, видимо 4 внешних УВХ и дополнительный мультиплексор, AG>> буферное ОЗУ.

HZ> Hеправильно видно. ПЛИС - обсуждается. Пока до конца не понятно, HZ> какие конкретно задачи, правильно выбрать ПЛИС нельзя. АЦП - да, внешний. HZ> УВХ и мультиплексор - зачем? Есть же АЦП со встроенным мультиплексором.

Ну если есть -- хорошо. Но мне не попадались АЦП делающие сами выборку 2/4 сигналов и их последовательное преобразование, во всяком случае из того, что подходило по параметрам.

HZ> ОЗУ зачем?

А как ещё? Частота обмена заведомо больше частоты дискретизации чтобы иметь обратный канал и к тому же частота сэмплов может быть разной). Неизбежно нужна буферизация хотя бы одного фрейма, но алгоритмически удобнее иметь буфер на два фрейма.

...

HZ> В итоге два корпуса, один 12х12 мм, другой - 16х16 мм. Если никаких HZ> новых требований/нюансов в твоей девайсине больше не обнаружится, HZ> то однозначно пара МК+ПЛИС тут рулит по сравнению с любым МК.

И что тут однозначного? Для случая 200 KSPS "рулит" один PIC18F2331, для случая 400 KSPS, если даже мы не решим кодек на десятке 74-х ИС, всё равно одна лёгкая PLD (только кодек) к dsPIC30F401x смотрится предпочтительнее, хотя бы потому, что не требуется более никаких АЦП, ОЗУ и ещё бог весть знает чего.

AG>> И всё это вместо одного МК с несложной доп. логикой снаружи, лишь только AG>> потому что привычные тебе МК неспособны это решить... Забавно!

HZ> Ты что, вправду не понимаешь разницы между несчастным пиком, где он HZ> пыжится на потоке и умирает, не выдавая, тем не менее, желаемого, и HZ> описанной выше системой, где два корпуса - два разнокачественных HZ> устройства распределяют между собой работу, более подходящую каждой из HZ> них, гармонично дополняя друг друга? Система, которая дает новое, другое HZ> качество, позволяя сразу и без геморроя получить требуемую скорость HZ> передачи на потоке и делать все остальное!

Я прекрасно вижу разницу между одной ИС и набором таковых... Мне совершенно неинтересно как там "пыжится" МК (ибо в том его основное предназначение) единственный критерий: выполняется задача или нет... Я вижу наличие усложнения системы, рост массогабаритных характеристик и не наблюдаю никакого нового качества.

Hello Alexander.

23 Sep 04 19:44, you wrote to Harry Zhurov:

AG> Сами по себе 1000 KSPS при полосе до 25 кГц никому не нужны, а чтобы AG> получить 10 параллельных каналов нужно безумное количество AG> мультиплексоров, 10 фильтров, велико будет число аналоговых линий AG> между платами.

А среди Cygnal/Silabs нет ничего более подходящего? У них там много заморочек с АЦП.

AG> Hу если есть -- хорошо. Hо мне не попадались АЦП делающие сами выборку AG> 2/4 сигналов и их последовательное преобразование, во всяком случае из AG> того, что подходило по параметрам.

А MAX115 не подходит?

Alexey

Thu, 23 Sep 2004 16:44:45 +0000 (UTC) Alexander Golov wrote to Harry Zhurov:

AG>>> Вот уж что точно нафиг не нужно так это ставить какие-то PLD в задачу AG>>> прекрасно решаемую на одном универсальном МК.

HZ>> Как видно, не так уж она и прекрасно решается. Иначе не было бы у HZ>> тебя поползновений в сторону бОльших скоростей сэмплирования и передачи. HZ>> Сколько смог, столько и выжал из пика, а представляешь это как уникальное HZ>> достижение. Я уже говорил, что если есть требования, их надо выполнять, HZ>> на чем доступно. А не только на пиках, получая не требуемое задачей, а HZ>> способное получить от пика.

AG> Это совершенно безосновательный вывод. У нас было первое ТЗ, требовавшее AG> полосу сигнала 15 кГц и 100 KSPS и второе на 25 кГц и 200 KSPS и то и AG> другое решалось PIC'ами.

А, ну вот уже опять, как всегда, открываются новые обстоятельства. Я немножко знаком, как составляются ТЗ, и понимаю, что оба ТЗ писались под имеющиеся в арсенале исполнителя средства. Будь в то время более продвинутое средство, уверен, и ТЗ было бы соответствующим. Ведь требования предметной области наверняка уже тогда были известны, и было понятно, какая реально полоса нужна и какой поток данных требуется, в т.ч. и с учетом перспективы. Не было лишь средства решить задачу сразу. Поэтому требования были скорректированы под PIC, который был в арсенале. Сейчас замаячил dsPIC, пошли разговоры про новый вариант - в результате может и третий вариант ТЗ появиться. Ситуация очень знакомая и понятная - заказчик ведь не дурак, он хочет получить девайс, поэтому требования согласовывает с исполнителем так, чтобы исполнитель сделал этот девайс.

[...]

AG>>> Я не могу так вот легко разбрасываться дополнительными ИС такого AG>>> масштаба,

HZ>> Какого масштаба? Что особенного в ПЛИС сегодня? Того же калибра, что HZ>> и МК - есть потолще, подороже, как - F28xx, есть помельче, подешевле, как HZ>> пик/авр/мсп, есть средние, как MB90 или дспик.

AG> Я говорою про масс-габаритные параметры. Каждая дополнительная ИС такого AG> размера потребует, как минимум, дополнительной поверхности, а то и платы -- AG> при 500 об/с центробежные усилия огромны и чуть ли не любую ИС крупнее AG> TSSOP-16 приходится ставить в геометрическом центре платы. С увеличением AG> числа плат, увеличивается паразитная консольная масса на валу, что тоже не AG> радует. Поэтому я и говорю, что нам приходится биться отдельно за каждую AG> крупную ИС.

ПЛИС в TQFP100 - 16х16 мм. :) Учитывая, сколько там еще всякого, это не может составлять проблемы. Кроме того, есть еще BGA, там размеры корпусов кардинально меньше, хотя сомневаюсь, что в данном случае это был бы правильный выбор.

Из своего опыта. На прошлой работе у нас микросхемы в корпусах TQFP144 и PQFP208 (кстати, обе ПЛИС) стояли в приборе, который являлся прицелом-дальномером для снайперских винтовок (начиная от СВД и ВСС и заканчивая ОСВ-96, которая 12.7 мм, масса пули 48 г, начальная скорость 830 м/с - ускорения при выстреле там - елы-палы!!!). Платы стояли как раз вдоль оси ускорения (вдоль оси оптического канала). На испытаниях было произведено несколько тысяч выстрелов, механика кое-где не выдерживала, оптика кое-где, несмотря на специальные меры, разюстировалась. Но с электронными компонентами по механике не возникло ни одного вопроса! И микросхемы эти даже не садились на клей (как это обычно делают с отечественными военными планарными микрухами в металлокерамике, которые садят на прокладку на клей). Единственное, платы покрывались двумя или тремя слоями лака.

Т.ч. проблема механической прочности сильно преувеличена. Покрывай тремя слоями эпоксидного лака, и все будет держатся, зубами не отодрать!

HZ>> Выбор определяется HZ>> задачей. Главное - ПЛИС дает другое качество, она во многом ортогональна HZ>> МК, и то, что на МК делается с трудом или вообще не делается, на ПЛИС HZ>> реализуется влет, и наоборот, то, что на ПЛИС реализовать непросто и/или HZ>> неэффективно, с легкостью достигается на копеечном МК. Hо в тандеме они HZ>> мощная сила! И грамотный подход особенно в части проектирования - это HZ>> правильно оценить целевую задачу и распределить ее выполнение по HZ>> составным частям.

AG> Я оцениваю это разделение в данной задаче, как излишнее.

AG>>> потому что это лишняя плата, лишние связи.

HZ>> Размер небольшой, связей минимум. Все соизмеримо с вариантом на МК.

AG> Размер огромный, практически все связи МК остаются, плюс масса связей между AG> PLD и практически всеми другими узлами, плюс скорее всего понадобятся AG> буферные ИС, чтобы коммутрировать сигналы от обесточенной PLD. Вместо AG> одного МК, как минимум, тот же МК + PLD + АЦП + память. Тут вообще ничего AG> не соизмеримо.

Ты так и не понял. Я как будто в пустоту вещаю. Начинает надоедать. Чувствую, этот тред ждет судьба первого. Еще раз подробно по пунктам:

1. Увеличение размера:

а) если CPLD вроде XCR3064 решает задачу (она туда помещается), то это еще один корпус VQFP44 + 1 корпус АЦП.

б) если все же не лезет в этот, то можно попробовать XCR3128, это в два раза больше, но и корпус уже стоногий, он чуть больше.

в) если задача и в него не помещается, то тогда EP1K10TI100. Как и в предыдущем варианте это TQFP100. Этот вариант мне представляется наиболее соответствующим реалиям.

1. Связи МК остаются только контроллерные. Весь поток идет мимо МК.
2. Вся масса связей между МК и ПЛИС - это связи на загрузку (в случае FPGA) и 4 на управляющий канал через SPI. 9 проводков. Абсолютно никаких проблем не создают, размер не увеличивают.
3. Не понимаю, какие сигналы ты собрался коммутировать от обесточенной ПЛИС.
4. Память не нужна. Данные сразу передаются в канал передачи. Даже если и потребуются какие-то временные буферы, в EP1K10 12 килобит двух- портовой памяти. Выше крыши!!!

Итого, увеличение на два корпуса - ПЛИС и АЦП. При этом достигается любая желаемая скорость, потребление при этом несоизмеримо меньше, чем в случае с dsPIC (и любым другим более-менее быстродействующим МК), АЦП тоже можно взять любой, а не тот, который стоит на борту. АЦП более качественный, не подверженный шумам процессорного ядра. Можно хоть дифференциальный, если надо, использовать. Словом, и тут гибкость. Единственное, в чем это решение почти однозначно проигрывает оному на МК, это цена, которая суммарно будет выше. Но тебя, я понял, тут это не смущает.

AG> ...

HZ>> Именно! Hа ПЛИС что 400 киловыборок, что 500, что 1000 - реализуется HZ>> одинаково легко, без извратов и геморроя. АЦП только ставь HZ>> соответствующий и трансивер подходящий.

AG> Сами по себе 1000 KSPS при полосе до 25 кГц никому не нужны, а чтобы AG> получить 10 параллельных каналов нужно безумное количество мультиплексоров, AG> 10 фильтров, велико будет число аналоговых линий между платами. В лучшем AG> случае в приборе будет втрое больше плат.

Не понимаю, в чем такая проблема? Зачем "безумное" количество мультиплексоров? Надо АЦП с мультиплексором. К тому же, ничего не мешает поставить не один, а два АЦП. Да хоть на каждый канал по АЦП, если это выгоднее: сейчас есть АЦП в SOT23-6, один канал, 16-бит, 100 киловыборок 2.5 мВт при 3 В и 100 kSPS. Потребление пропорционально скорости. Это AD7680. Есть дифференциальный вариант - AD7684. Оба с выходом SPI.

Управление архипростое - подаешь клок и чипселект на все АЦП сразу, с каждого снимаешь данные по одной веревке. Итого, на 10 АЦП - 12 проводков. Потребление в случае 10 AD7680 при 3 В и 25 kSPS - 0.9/4*10 = 2.25 мА. Более, чем приемлемо. И уж по качеству набортные АЦП микроконтроллеров и близко к этому не стояли.

Излишне говорить, что нет никакой проблемы увеличить количество каналов. Сами АЦП, конечно, разместить поближе к источнику аналогового сигнала. И никаких мультиплексоров.

AG> 4 канала это разумный компромисс: немало дополнительной аппаратуры по AG> отношению к 2-канальному варианту, но ещё в пределах разумного. Повышать AG> частоту далее 400 KSPS будет иметь смысл только если возникнут новые AG> требования к полосе сигнала (что вряд ли, скорее вырастут требования к AG> точности),

Во, а когда я упоминал про 12 бит в MSP430, ты говорил, что 10 бит уже хватает и 12 бит - это только проблемы.

Но и тут видно, что использование вышеописанного варианта дает качественные преимущества.

AG>>> А сколько нужно, чтобы по оптике передавать/принимать от 5 Мбит/с AG>>> (минимум для 400 KSPS)? Я не особенно надеюсь на менее чем 16 МГц.

HZ>> Какая несущая, столько обычно и нужно. От кодирования еще зависит - HZ>> например, в случае NRZ это именно так, а для Манчестера надо вдвое HZ>> большую тактовую, т.е. для 5 мегабод - 10 МГц.

AG> Это для кодирования, а я спрашивал и про декодирование. Оно требует AG> какой-то ФАП или измерителя интервалов, в любом случае T и 0,5T не AG> обойтись.

А зачем тут декодирование? Девайс-то отправляет данные, ему кодировать надо. А декодированием уже на другой стороне занимаются.

Какая реально тактовая нужна, зависит от способа кодирования. Для Манчестера, как уже сказал, надо вдвое бОльшую тактовую (хотя и тут возможны варинаты). Это для декодирования. Для кодирования тактовая равна битрейту. Выходной сигнал формируется путем xor битов данных с тактовым сигналом. На выходе получается Манчестер. Какой сигнал у тебя поступает на трансивер? Судя по тому, что сигнал идет с UART'а, там простой NRZ. Следовательно, для формирования потока на трансивер в твоем случае тактовая равна скорости битового потока.

HZ>> Hо 16 МГц - не проблема ни HZ>> в техническом плане - современные ПЛИС спокойно работают на сотнях HZ>> мегагерц, ни в плане потребления - не вся же логика на этой скорости HZ>> щелкает, а только лишь небольшая часть.

AG> А где можно взять частоту? Скажем 10...16 МГц -- от МК, а дальше?

А зачем дальше? 16 МГц тебе тут выше крыши! И больше - хуже, потребление ведь, за которое боремся, вырастет.

AG> У PLD, какие на эту тему встроенные средства?

Смотря у каких. У толстых современных есть ФАПЧ. Даже у EP1K со спидгрейдами 1 и 2 есть недоФАПЧ, который, тем не менее, позволяет умножить внутри частоту на 2. Работает со входными частотами в диапазоне от 16 до 40 МГц (до 90 МГц у 1-го спидгрейда).

AG> ...

HZ>> Если это FPGA, то вариант - рубить ей питание. Когда надо поработать, HZ>> включаешь, грузишь, работаешь. Закончил - вырубил питание. Минус тут - HZ>> необходимость времени на загрузку, которое порядка десятков-сотен HZ>> миллисекунд в зависимости от размера ПЛИС. Если такое время включения не HZ>> проблема, то какой-нибудь младший ACEX вполне рулит.

AG> Не проблема. Только МК нужно будет какими-то своими средствами принимать AG> команду на включение.

Да, канал связи несимметричный (а оно и по условию задачи так). Данные сюда - трафик малый, скорость небольшая, МК сам спокойно принимает. Данные туда - трафик большой, поток данных валится, это уже через ПЛИС целиком идет.

AG> ...

AG>>> Hа данный момент видно, что предлагается поставить 100-ногую PLD, AG>>> внешний АЦП, видимо 4 внешних УВХ и дополнительный мультиплексор, AG>>> буферное ОЗУ.

HZ>> Hеправильно видно. ПЛИС - обсуждается. Пока до конца не понятно, HZ>> какие конкретно задачи, правильно выбрать ПЛИС нельзя. АЦП - да, внешний. HZ>> УВХ и мультиплексор - зачем? Есть же АЦП со встроенным мультиплексором.

AG> Ну если есть -- хорошо. Но мне не попадались АЦП делающие сами выборку 2/4 AG> сигналов и их последовательное преобразование, во всяком случае из того, AG> что подходило по параметрам.

Зачем сами? АЦП работает под управлением ПЛИС. Она и каналы переключает. Хотя мне больше нравится вышеописанный вариант с мелким (в SOT23-6) АЦП на каждый канал. Когда можно АЦП разместить непосредственно возле источника сигнала, когда нет потерь на мультиплексировании.

HZ>> ОЗУ зачем?

AG> А как ещё? Частота обмена заведомо больше частоты дискретизации чтобы иметь AG> обратный канал и к тому же частота сэмплов может быть разной).

Обратный канал - это канал управления. Он обычный, небыстрый, завязан на МК, который всем распоряжается, командует.

AG> Неизбежно нужна буферизация хотя бы одного фрейма, но алгоритмически AG> удобнее иметь буфер на два фрейма.

На самом деле, не нужна. Но если и хочется, то памяти внутри FPGA более чем.

Привет!

Fri Sep 24 2004 12:45, Alexey Boyko wrote to Alexander Golov:

...

AG>> Hу если есть -- хорошо. Hо мне не попадались АЦП делающие сами выборку AG>> 2/4 сигналов и их последовательное преобразование, во всяком случае из AG>> того, что подходило по параметрам.

AB> А MAX115 не подходит?

С параллельной шиной -- никак.

Привет!

Sat Sep 25 2004 19:59, Harry Zhurov wrote to Alexander Golov:

...

HZ> А, ну вот уже опять, как всегда, открываются новые обстоятельства. Я HZ> немножко знаком, как составляются ТЗ, и понимаю, что оба ТЗ писались под HZ> имеющиеся в арсенале исполнителя средства...

Опять какие-то безосновательные предположения. ТЗ на словах мне озвучили люди занимающиеся прочностью конструкций далёкие от электроники. Полоса, частота дискретизации, тип датчиков, условия применения были выданы сразу и никаким подвижкам подвергнуты не были (я пытался оспаривать 100 KSPS в сторону уменьшения, но они отказали). Не знаю, какое отношение все эти исторические заметки имеют к нашим техническим вопросам, но если уж они тебя волнуют, просто прими как есть, без фантазий.

...

AG>> Я говорою про масс-габаритные параметры. Каждая дополнительная ИС такого AG>> размера потребует, как минимум, дополнительной поверхности, а то и платы AG>> -- при 500 об/с центробежные усилия огромны и чуть ли не любую ИС AG>> крупнее TSSOP-16 приходится ставить в геометрическом центре платы...

HZ> ПЛИС в TQFP100 - 16х16 мм. :) Учитывая, сколько там еще всякого, это HZ> не может составлять проблемы.

Внешний диаметр плат -- 30 мм, внутренний диаметр зоны межплатных соединений

-- 26 мм, диаметр окружности вписаной в расположение дополнительных несущих элементов -- 22 мм. Ничего кроме одной этой ИС на сторону платы не влезет. Кстати, есть желание платы сделать поменьше.

...

HZ> Из своего опыта. Hа прошлой работе у нас микросхемы в корпусах HZ> TQFP144 и PQFP208 (кстати, обе ПЛИС) стояли в приборе, который являлся HZ> прицелом-дальномером для снайперских винтовок (начиная от СВД и ВСС и HZ> заканчивая ОСВ-96, которая 12.7 мм, масса пули 48 г, начальная скорость HZ> 830 м/с - ускорения при выстреле там - елы-палы!!!). Платы стояли как раз HZ> вдоль оси ускорения (вдоль оси оптического канала). Hа испытаниях было HZ> произведено несколько тысяч выстрелов, механика кое-где не выдерживала, HZ> оптика кое-где, несмотря на специальные меры, разюстировалась. Hо с HZ> электронными компонентами по механике не возникло ни одного вопроса! И HZ> микросхемы эти даже не садились на клей (как это обычно делают с HZ> отечественными военными планарными микрухами в металлокерамике, которые HZ> садят на прокладку на клей). Единственное, платы покрывались двумя или HZ> тремя слоями лака.

Ты свою электронику внутрь пули устанавливал? Я не специалист в винтовках, но если её человек в руках держать может и спокойно выживать при этом, то это определяет совсем другой порядок воздействий. Наш прибор подвергается центробежным нагрузкам как малокалиберный зенитный снаряд, но в отличие от последнего продолжительное время.

HZ> Т.ч. проблема механической прочности сильно преувеличена. Покрывай HZ> тремя слоями эпоксидного лака, и все будет держатся, зубами не отодрать!

Ты знаешь как работает батарейка при ускорениях 10 000...100 000 g? Ты знаешь как при этом работают кварцы конкретных моделей, оптические трансиверы? Как при вращении работает оптический канал, как воздействует движение окружающих металлических конструкций на микровольтовые сигналы? Как при акустических и вибрационных воздействиях работают сигнальные конденсаторы на платах? Какие воздействия могут выдержать дроссели? Ты знаешь как сделать максимально миниатюрную трёхмерную конструкцию с хорошим балансом и при этом минимизировать воздействие цифровых схем и ключевых преобразователей на малосигнальные цепи? Ты знаешь каким компаундом заполнить объём, чтобы он скрепил конструкцию, а не навесил её дополнительной подвижной массой, заполнил все пустоты и не разрушил при застывании или при температурных воздействиях? Как всё это крепить к валу, как осуществлять проводку и крепление датчиков? Как осуществлять термозащиту и активное охлаждение электроники?

Неужели знаешь? А если нет, то какой смысл давать совершенно бестолковые советы, людям, которые в течение 5 лет занимаются исследованиями этих вопросов, комбинированием и поиском оптимальной конструкции, у которых за плечами настольные и натурные макеты, разорванные провода, поломанные платы, разбитые подшипники, оторванные валы, повреждённые титановые оболочки? Причём занимаются не на пустом месте, а на предыдущем опыте десятилетий применения контактных систем съёма сигналов.

...

AG>> Размер огромный, практически все связи МК остаются, плюс масса связей AG>> между PLD и практически всеми другими узлами, плюс скорее всего AG>> понадобятся буферные ИС, чтобы коммутрировать сигналы от обесточенной AG>> PLD. Вместо одного МК, как минимум, тот же МК + PLD + АЦП + память. Тут AG>> вообще ничего не соизмеримо.

HZ> Ты так и не понял. Я как будто в пустоту вещаю. Hачинает надоедать. HZ> Чувствую, этот тред ждет судьба первого. Еще раз подробно по пунктам:

...

Мне тоже надоело говорить одно и то же в пустоту и про количество и про связи и про память. Пока ты не обоснуешь необходимость увеличения конструкции даже на одну большую ИС я не вижу смысла обсуждать применение PLD. Лично мне применение её просто для того, чтобы "поприменять" нигде не свербит.

...

HZ> Итого, увеличение на два корпуса - ПЛИС и АЦП. При этом достигается HZ> любая желаемая скорость, потребление при этом несоизмеримо меньше, чем в HZ> случае с dsPIC (и любым другим более-менее быстродействующим МК),

Я в этом соневаюсь: PIC18F2331 потребляет 12 мА по 5 В, для dsPIC30F -- 22 мА по 3,3, при этом очень вероятно, что его тактовую и напряжение питания можно будет снизить.

...

HZ> АЦП HZ> тоже можно взять любой, а не тот, который стоит на борту. АЦП более HZ> качественный, не подверженный шумам процессорного ядра. Можно хоть HZ> дифференциальный, если надо, использовать.

Не надо, шумы АЦП вообще не проблема, я тебе это уже давно говорил, проблема

-- фронт-енд тензодатчиков.

...

AG>> Сами по себе 1000 KSPS при полосе до 25 кГц никому не нужны, а чтобы AG>> получить 10 параллельных каналов нужно безумное количество AG>> мультиплексоров, 10 фильтров, велико будет число аналоговых линий между AG>> платами. В лучшем случае в приборе будет втрое больше плат.

HZ> Hе понимаю, в чем такая проблема? Зачем "безумное" количество HZ> мультиплексоров? Hадо АЦП с мультиплексором.

Чтобы скоммутировать 30 каналов в 10, нужно в общем случае 300 ключей. В данном случае у нас есть коммутация 30->2, для чего используются 60 ключей. Далее скоммутированные два сигнала (для твоего случая 10) поступают на два фильтра с крутизной 60 дБ (тебе понадобятся 10 таких фильтров) и только потом стоит 2(10) входовый мультиплексор, осуществляющий последовательное преобразования каналов. Ещё нужно 30 ключей, для управления питанием датчиков.

...

AG>> 4 канала это разумный компромисс: немало дополнительной аппаратуры по AG>> отношению к 2-канальному варианту, но ещё в пределах разумного. Повышать AG>> частоту далее 400 KSPS будет иметь смысл только если возникнут новые AG>> требования к полосе сигнала (что вряд ли, скорее вырастут требования к AG>> точности),

HZ> Во, а когда я упоминал про 12 бит в MSP430, ты говорил, что 10 бит HZ> уже хватает и 12 бит - это только проблемы.

10-разрядный АЦП это потенциально 0,1% точность. Для тензоизмерений в данной полосе и эксплуатационных условиях практически недостижимая, особенно если учесть метрологическое обеспечение на базе камертона и тот факт, что поверяешься ты с одним датчиком, а работаешь с другими (приклееный датчик второй раз не используешь).

...

AG>> Это для кодирования, а я спрашивал и про декодирование. Оно требует AG>> какой-то ФАП или измерителя интервалов, в любом случае T и 0,5T не AG>> обойтись.

HZ> А зачем тут декодирование? Девайс-то отправляет данные, ему HZ> кодировать надо. А декодированием уже на другой стороне занимаются.

Прибор дожен запускаться, управляться (частота и режим семплинга, активные каналы), производить мониторинг собственных параметров, автоматически отключаться при отсутствии посылок в обратном канале.

HZ> Какая реально тактовая нужна, зависит от способа кодирования. Для HZ> Манчестера, как уже сказал, надо вдвое бОльшую тактовую (хотя и тут HZ> возможны варинаты). Это для декодирования.

Это для декодирования синхронизированного потока, а для самой цифровой синхронизации ещё хотя бы в 3 раза нужно частоту поднять.

...

HZ> Выходной сигнал формируется путем xor битов данных с тактовым сигналом. HZ> Hа выходе получается Манчестер. Какой сигнал у тебя поступает на HZ> трансивер? Судя по тому, что сигнал идет с UART'а, там простой NRZ.

Нет конечно, у нас стоит формирователь импульсов. Это выгодно и по энергетике и просто необходимо по требованиям трансивера.

...

HZ> Смотря у каких. У толстых современных есть ФАПЧ. Даже у EP1K со HZ> спидгрейдами 1 и 2 есть недоФАПЧ, который, тем не менее, позволяет HZ> умножить внутри частоту на 2. Работает со входными частотами в диапазоне HZ> от 16 до 40 МГц (до 90 МГц у 1-го спидгрейда).

Что-то уж очень жёсткие рамки.

...

AG>> Hе проблема. Только МК нужно будет какими-то своими средствами принимать AG>> команду на включение.

HZ> Да, канал связи несимметричный (а оно и по условию задачи так). HZ> Данные сюда - трафик малый, скорость небольшая, МК сам спокойно HZ> принимает. Данные туда - трафик большой, поток данных валится, это уже HZ> через ПЛИС целиком идет.

Какая разница через чего, физический канал то один. Большой фрейм с данными из прибора, за ним сразу навстречу маленький управляющий. А пробуждение это совсем отдельная операция, т.к. потока фреймов данных нет и, соответственно, отсутствуют синхронизирующие окна для обратного канала.

...

HZ> Хотя мне больше нравится вышеописанный вариант с мелким (в SOT23-6) АЦП HZ> на каждый канал. Когда можно АЦП разместить непосредственно возле HZ> источника сигнала, когда нет потерь на мультиплексировании.

Чтобы избежать мультиплексирования нужно сразу ставить 30 усилителей, 30 фильтров и 30 АЦП. Оно уже даже выглядит вполне интересно, но что-то я в компактное решение 30 фильтров не могу поверить, особенно программируемых, да и 30 программируемых усилителей совсем не сахар, как раз хотелось перейти на усилители по числу фильтров (т.е. 2/4).

...

HZ> Обратный канал - это канал управления. Он обычный, небыстрый, завязан HZ> на МК, который всем распоряжается, командует.

Т.к. физический канал один, чтобы в нём обеспечить окно передавать нужно быстрее чем поступают данные.

Wed, 29 Sep 2004 23:50:42 +0000 (UTC) Alexander Golov wrote to Harry Zhurov:

HZ>> А, ну вот уже опять, как всегда, открываются новые обстоятельства. Я HZ>> немножко знаком, как составляются ТЗ, и понимаю, что оба ТЗ писались под HZ>> имеющиеся в арсенале исполнителя средства...

AG> Опять какие-то безосновательные предположения.

Какие предположения? Это у тебя все время условия меняются. То так, то эдак... То 18-го пика не хватает, за dsPIC схватиться желание есть, то все было известно и реализовано - непонятно тогда, откуда все эти разговоры про dsPIC, если уже все было сделано сразу.

AG> ТЗ на словах мне озвучили люди

На словах. ТЗ. Интересно. Дальше можно не продолжать, все ясно.

AG>>> Я говорою про масс-габаритные параметры. Каждая дополнительная ИС такого AG>>> размера потребует, как минимум, дополнительной поверхности, а то и платы AG>>> -- при 500 об/с центробежные усилия огромны и чуть ли не любую ИС AG>>> крупнее TSSOP-16 приходится ставить в геометрическом центре платы...

HZ>> ПЛИС в TQFP100 - 16х16 мм. :) Учитывая, сколько там еще всякого, это HZ>> не может составлять проблемы.

AG> Внешний диаметр плат -- 30 мм, внутренний диаметр зоны межплатных AG> соединений -- 26 мм, диаметр окружности вписаной в расположение AG> дополнительных несущих элементов -- 22 мм. Ничего кроме одной этой ИС на AG> сторону платы не влезет. Кстати, есть желание платы сделать поменьше.

Все новые и новые условия, нюансы, особенности... Понятно, надо же чем-то крыть.

HZ>> садят на прокладку на клей). Единственное, платы покрывались двумя или HZ>> тремя слоями лака.

AG> Ты свою электронику внутрь пули устанавливал? Я не специалист в винтовках, AG> но если её человек в руках держать может и спокойно выживать при этом, то AG> это определяет совсем другой порядок воздействий.

А еще человек может находиться в танке при выстреле из него. А выстрел из танка - это надо видеть. Там даже ударная волна такая, что были случаи, когда у человека, высунувшего голову из люка соседнего танка, эту саму голову просто отрывало. А внутри люди сидят и в живых остаются.

Так что рассуждения о том, что человек может винтовку в руках держать, абсолютно ни о чем не говорят. Он держит ее нежестко, и вся энергия при отдаче гасится за счет массы оружия и большого времени воздействия на стрелка. Но сама винтовка при этом подвергается огромным ускорениям, а прицел установлен на ней жестко и получает все те же ускорения. Это тысячи g. Как линейные, так и вибрационные. На прошлогодних испытаниях на ОСВ-96 после нескольких десятков выстрелов просто смяло кронштейн крепления. А стрелку, надо же, хоть бы хны!

AG> Наш прибор подвергается центробежным нагрузкам как малокалиберный зенитный AG> снаряд, но в отличие от последнего продолжительное время.

Там нет резких изменений усилий, все плавно. А именно резкие воздействия и опасны разрушениями.

HZ>> Т.ч. проблема механической прочности сильно преувеличена. Покрывай HZ>> тремя слоями эпоксидного лака, и все будет держатся, зубами не отодрать!

AG> Ты знаешь как работает батарейка при ускорениях 10 000...100 000 g? Ты AG> знаешь как при этом работают кварцы конкретных моделей, оптические AG> трансиверы? Как при вращении работает оптический канал, как воздействует AG> движение окружающих металлических конструкций на микровольтовые сигналы? AG> Как при акустических и вибрационных воздействиях работают сигнальные AG> конденсаторы на платах? Какие воздействия могут выдержать дроссели? Ты AG> знаешь как сделать максимально миниатюрную трёхмерную конструкцию с хорошим AG> балансом и при этом минимизировать воздействие цифровых схем и ключевых AG> преобразователей на малосигнальные цепи? Ты знаешь каким компаундом AG> заполнить объём, чтобы он скрепил конструкцию, а не навесил её AG> дополнительной подвижной массой, заполнил все пустоты и не разрушил при AG> застывании или при температурных воздействиях? Как всё это крепить к валу, AG> как осуществлять проводку и крепление датчиков? Как осуществлять AG> термозащиту и активное охлаждение электроники?

AG> Неужели знаешь? А если нет, то какой смысл давать совершенно бестолковые AG> советы, людям, которые в течение 5 лет занимаются исследованиями этих AG> вопросов, комбинированием и поиском оптимальной конструкции, у которых за AG> плечами настольные и натурные макеты, разорванные провода, поломанные AG> платы, разбитые подшипники, оторванные валы, повреждённые титановые AG> оболочки? Причём занимаются не на пустом месте, а на предыдущем опыте AG> десятилетий применения контактных систем съёма сигналов.

"В огороде бузина, а в Киеве дядька" (с). Я тебе про микросхемы в TQFP корпусах говорил, а ты чего тут наплел? Я тебе реальный пример привел (и еще могу много привести, и не только про винтовки, но и про более серьезные железяки, которые эксплуатируются в очень жестких условиях, как по механике, так и по климатике). По существу сказать нечего, вот и несешь про какие-то батареи и дроссели (!?!?)... Бред какой-то!

AG> ...

AG>>> Размер огромный, практически все связи МК остаются, плюс масса связей AG>>> между PLD и практически всеми другими узлами, плюс скорее всего AG>>> понадобятся буферные ИС, чтобы коммутрировать сигналы от обесточенной AG>>> PLD. Вместо одного МК, как минимум, тот же МК + PLD + АЦП + память. Тут AG>>> вообще ничего не соизмеримо.

HZ>> Ты так и не понял. Я как будто в пустоту вещаю. Hачинает надоедать. HZ>> Чувствую, этот тред ждет судьба первого. Еще раз подробно по пунктам:

AG> ...

AG> Мне тоже надоело говорить одно и то же в пустоту и про количество и про AG> связи и про память. Пока ты не обоснуешь необходимость увеличения AG> конструкции даже на одну большую ИС я не вижу смысла обсуждать применение AG> PLD. Лично мне применение её просто для того, чтобы "поприменять" нигде не AG> свербит.

Ты не только не понимаешь, что такое ПЛИС, но и не хочешь понимать! Жаль, что понял я это (вторую часть предыдущей фразы) только сейчас. Мне надоело терять время на пустое занятие. Утешает только то, что, возможно, посты про ПЛИС помогли кому-то сориентироваться и начать использование в своих разработках этого очень мощного и интересного направления в современной электронике.

Жалею только, что потратил столько времени на ... Было желание как-то помочь, предложить новый путь. Вижу, что не надо. Ок. Ничего, кроме пиков, не существует, кувыркайся на них дальше дальше, сколько влезет. Удачи тебе в этом. На этом я заканчиваю дискуссию на эту тему. Как, впрочем, и на параллельные, т.к. там тенденции аналогичные.