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controller mit >= 100 MHz clock

elektroda.net NewsGroups Forum Index - Electronics DE - controller mit >= 100 MHz clock

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Mark
Guest

Tue Aug 10, 2010 2:51 pm   



Hallo,

Ich bin auf der Suche nach einem controller mit mindestens 100MHz Taktfrequenz.
Benoetigt werden:

- ein Eingang (zum Triggern)
- zwei Ausgaenge

Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r
and T_f dem entsprechend klein sein.

--
Gruss
Mark

Uwe Hercksen
Guest

Tue Aug 10, 2010 3:27 pm   



Mark schrieb:

Quote:
Ich bin auf der Suche nach einem controller mit mindestens 100MHz
Taktfrequenz.
Benoetigt werden:

- ein Eingang (zum Triggern)
- zwei Ausgaenge

Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r and
T_f dem entsprechend klein sein.

Hallo,

ich fürchte auch wenn der Controller über 100 MHz Taktfrequenz hat
werden sich die Ausgänge nicht immer auf 10 ns genau einstellen lassen.
Ein FPGA mit 100 MHz Taktfrequenz und genügend Flipflops für
Schieberegister zur Steuerung des Zeitablaufs scheint mir da geeigneter.

Bye

Marte Schwarz
Guest

Tue Aug 10, 2010 4:46 pm   



Hi Mark,

Quote:
Ich bin auf der Suche nach einem controller mit mindestens 100MHz
Taktfrequenz.
Benoetigt werden:

- ein Eingang (zum Triggern)
- zwei Ausgaenge

Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r and
T_f dem entsprechend klein sein.

Das klingt nach FPGA oder CPLD. Mit geeignetem Plazieren kann man auch über
die Wahl des Signalpfades im Chip ein paar 10 ns hin und her schieben, so
dass ggfs die 100 MHz Takt gar nicht nötig sind.

Marte

Rafael Deliano
Guest

Tue Aug 10, 2010 4:52 pm   



Quote:
Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r
and T_f dem entsprechend klein sein.
Ein FPGA mit 100 MHz Taktfrequenz und genügend Flipflops für
Schieberegister zur Steuerung des Zeitablaufs scheint mir da geeigneter.

Vermutlich träumt er nicht von kleinen Fets sondern von
solchen mit viel Eingangskapazität die in diesem Fall
gewaltigen Pegelumsetzer/Treiber benötigen. Der wird
dann warm und hat nicht auf 10nsec fixe Verzögerung.
Vermutlich ist eine simple Steuerung also nicht möglich
und eine Regelschleife sinnvoller.

Oder auch: soll halt verraten was er genau bauen will,
vermutlich ist anderer Ansatz nötig als ihm vorschwebt.

MfG JRD

Olaf Kaluza
Guest

Tue Aug 10, 2010 4:59 pm   



Mark <markwolf_at_cs.tu-berlin.de> wrote:

Quote:
Ich bin auf der Suche nach einem controller mit mindestens 100MHz Taktfrequenz.
Benoetigt werden:

Zumindest bei den schnellen Controllern mit denen ich so zutun habe
(R32,SH2) gibt es ein gewisses Verhaeltnis zwischen Takt und Zugriff
auf externen Busse/Pinne. Soll heissen der Controller schafft da
niemals 100Mhz.

Quote:
- ein Eingang (zum Triggern)
- zwei Ausgaenge

Das naechste Problem. Controller in der 100Mhz Klasse haben
normalerweise viele Pinne mit vielen VCCs und jede Menge anderem
Gedoens drin und dann gleich 144 bis 200++ Beinchen. Aber wenn du
einen 8pinner mit 100Mhz findest dann sag ruhig bescheid.

Quote:
Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r
and T_f dem entsprechend klein sein.

Vielleicht solltest du besser genau erzaehlen was du machen willst. Es
gibt ja unter Umstaenden die Moeglichkeit da was mit Timern zu
machen. Ich habe z.B mal bei den R8C einen Typen gesehen den Renesas
ganz besonders auf die Ansteuerung von Motoren optimiert hat. Leider
faellt mir die genaue Bezeichnung gerade nicht ein. Damit kann man
dann Sachen machen die ein fetter Controller niemals kann.

Ein FPGA koennte das natuerlich, aber da steckt auch gleich ein
riesiger Aufwand hinter.

Olaf

Michael Koch
Guest

Tue Aug 10, 2010 5:11 pm   



Hallo Mark,

http://www.silabs.com/products/mcu/mixed-signalmcu/Pages/C8051F12x3x.aspx

Gruss
Michael

Joerg
Guest

Tue Aug 10, 2010 5:28 pm   



Olaf Kaluza wrote:
Quote:
Mark <markwolf_at_cs.tu-berlin.de> wrote:

Ich bin auf der Suche nach einem controller mit mindestens 100MHz Taktfrequenz.
Benoetigt werden:

Zumindest bei den schnellen Controllern mit denen ich so zutun habe
(R32,SH2) gibt es ein gewisses Verhaeltnis zwischen Takt und Zugriff
auf externen Busse/Pinne. Soll heissen der Controller schafft da
niemals 100Mhz.

- ein Eingang (zum Triggern)
- zwei Ausgaenge

Das naechste Problem. Controller in der 100Mhz Klasse haben
normalerweise viele Pinne mit vielen VCCs und jede Menge anderem
Gedoens drin und dann gleich 144 bis 200++ Beinchen. Aber wenn du
einen 8pinner mit 100Mhz findest dann sag ruhig bescheid.

Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r
and T_f dem entsprechend klein sein.

Vielleicht solltest du besser genau erzaehlen was du machen willst. Es
gibt ja unter Umstaenden die Moeglichkeit da was mit Timern zu
machen. Ich habe z.B mal bei den R8C einen Typen gesehen den Renesas
ganz besonders auf die Ansteuerung von Motoren optimiert hat. Leider
faellt mir die genaue Bezeichnung gerade nicht ein. Damit kann man
dann Sachen machen die ein fetter Controller niemals kann.

Ein FPGA koennte das natuerlich, aber da steckt auch gleich ein
riesiger Aufwand hinter.


Wenn man viel Rechenleistung und (relativ) sauber synchronisierte
schnelle Taktraten braucht waere ein DSP angesagt. Bin gerade an so
einer Sachen dran. Zum Glueck muss ich den DSP nicht programmieren :-)

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

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Use another domain or send PM.

Stefan Brröring
Guest

Tue Aug 10, 2010 7:57 pm   



Michael Koch schrieb:
Quote:

Die 100 MIPS reichen aber leider nicht aus.

Der OP will einen Eingang abfragen und zwei Ausgänge setzen. Wie genau
schreibt er nicht. Ich spinn also mal einfach rum:

Also mal angenommen, er wartet auf ein Eingagssignal (Trigger) und will
dann zwei Ausgänge zeitverzögert ansteuern und anschließend auf den
nächsten Trigger warten.

Dann benötigt er:

1. Lese Eingangsbyte
2. Prüfe Bit
3. wenn kein Trigger springe nach 1
4. Decrementiere Zähler 1
5. Teste, ob Zähler 1 > 0
6. Springe gegebenenfalls nach 4
7. Setze Ausgangsbit 1
8. Decrementiere Zähler 2
9. Teste, ob Zähler 2 > 0
10. Springe gegebenenfalls nach 8
11. Setzen Ausgangsbit 2
12. Setze Zähler 1 auf Anfangswert
13. Setze Zähler 2 auf Anfangswert
14. Setze Bit 1 zurück
15. Setze Bit 2 zurück
16. Springe nach 1

Also 16 Kommandos, entsprechend mindestens 160ns Durchlaufzeit. Die
inneren Warteschleifen haben eine Umlaufzeit von mindestens 3 Takten,
also 30ns.

Wenn die Impule nicht minimal 10ns lang sein müssen und der OP lediglich
Impule mit z.B. 300ns mit 10ns einstellen will, reicht es unter
Umständen so gerade eben, aber nicht mir variablen Pulsbreiten, nur
durch fest einprogrammierte NOPS, die die Laufzeit verlängern.

In etwa so;

1.
2.
3. siehe oben
nop
nop
nop
....
Setze Bit 1
nop
nop
nop
....
Setze Bit 2
nop
nop
....
Setze Bit 1 zurück
nop
nop
nop
....
Setze Bit 2 zurück
nop
nop
....
Springe nach 1

Je mit jedem zusätzlichen NOP wird dann ein Puls oder eine Pause um 10ns
verlängern.

Gruß

Stefan

Michael Koch
Guest

Tue Aug 10, 2010 8:38 pm   



Hallo Stefan,

Quote:
Wenn die Impule nicht minimal 10ns lang sein müssen und der OP lediglich
Impule mit z.B. 300ns mit 10ns einstellen will, reicht es unter
Umständen so gerade eben, aber nicht mir variablen Pulsbreiten, nur
durch fest einprogrammierte NOPS, die die Laufzeit verlängern.

Und von diesen linear ablaufenden Programmen, die weitgehendst ohne
Schleifen auskommen, legt man einfach für jede denkbare Verzögerungszeit
ein eigenes Programm an. Speicher ist doch im Überfluss vorhanden.

Gruss
Michael

Mark
Guest

Wed Aug 11, 2010 8:52 am   



On 2010-08-10 22:52:22 +0700, Rafael Deliano said:

Quote:
Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r
and T_f dem entsprechend klein sein.
Ein FPGA mit 100 MHz Taktfrequenz und genügend Flipflops für
Schieberegister zur Steuerung des Zeitablaufs scheint mir da geeigneter.

Vermutlich träumt er nicht von kleinen Fets sondern von
solchen mit viel Eingangskapazität die in diesem Fall
gewaltigen Pegelumsetzer/Treiber benötigen. Der wird
dann warm und hat nicht auf 10nsec fixe Verzögerung.
Vermutlich ist eine simple Steuerung also nicht möglich
und eine Regelschleife sinnvoller.

Oder auch: soll halt verraten was er genau bauen will,
vermutlich ist anderer Ansatz nötig als ihm vorschwebt.

Die Idee dahinter ist zwei Mosfets in totem-pole-Anordnung anzusteuern.
Als Treiber hab ich hier den DEIC420. Mosfet DE475-501N44A.
Verschiedene andere Mosfets und eine Treiber-Mosfet-Combination. Alle IXYS.

Derzeit hab ich eine Schaltung mit nur einem Mosfet. Das Signal kommt
von einem Altera FPGA (Cyclone II). Pusbreite kann ich von 10ns bis
630ns via Software einstellen. Frequenz auch 1 Hz - 10 kHz.

Eine Spannung von 300 - 400 V soll sich sehr kurz auf einen
piezoelektrischen Transducer entladen. Strom duerfte so bei ueber 100 A
liegen. Transducer sind sehr niederohmig und vorwiegend kapazitiv.

Fuer gewoehnlich hat man da dann immer noch den "Schwanz" (gedaempfte
Schwingung). den will ich mit dem zweiten Mosfet durch kurz schliessen
reduzieren.

Transducer haben wir von 3.5 MHz bis 20 MHz. Deswegen auch die Einstellbarkeit.

Ein Controller schien mir da am Geeignetsten, FPGA waere ja overkill,
nur fuer diesen Zweck.

Das naechste FBGA Board design hat natuerlich dann zwei Ausgaenge.

Quote:

--

Gruss
Mark

Mark
Guest

Wed Aug 11, 2010 8:52 am   



On 2010-08-10 22:46:26 +0700, Marte Schwarz said:

Quote:
Hi Mark,

Ich bin auf der Suche nach einem controller mit mindestens 100MHz Taktfrequenz.
Benoetigt werden:

- ein Eingang (zum Triggern)
- zwei Ausgaenge

Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r
and T_f dem entsprechend klein sein.

Das klingt nach FPGA oder CPLD. Mit geeignetem Plazieren kann man auch
über die Wahl des Signalpfades im Chip ein paar 10 ns hin und her
schieben, so dass ggfs die 100 MHz Takt gar nicht nötig sind.

Marte

War mein erster Gedanke, nur ausschliesslich fuer diesen Zweck eine
FPGA daher nehmen?
--
Gruss
Mark

Mark
Guest

Wed Aug 11, 2010 8:58 am   



On 2010-08-10 22:59:22 +0700, Olaf Kaluza said:

Quote:
Mark <markwolf_at_cs.tu-berlin.de> wrote:

Ich bin auf der Suche nach einem controller mit mindestens 100MHz
Taktfrequenz.
Benoetigt werden:

Zumindest bei den schnellen Controllern mit denen ich so zutun habe
(R32,SH2) gibt es ein gewisses Verhaeltnis zwischen Takt und Zugriff
auf externen Busse/Pinne. Soll heissen der Controller schafft da
niemals 100Mhz.

- ein Eingang (zum Triggern)
- zwei Ausgaenge

Das naechste Problem. Controller in der 100Mhz Klasse haben
normalerweise viele Pinne mit vielen VCCs und jede Menge anderem
Gedoens drin und dann gleich 144 bis 200++ Beinchen. Aber wenn du
einen 8pinner mit 100Mhz findest dann sag ruhig bescheid.

Mach ich.
Quote:

Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r
and T_f dem entsprechend klein sein.

Vielleicht solltest du besser genau erzaehlen was du machen willst. Es
gibt ja unter Umstaenden die Moeglichkeit da was mit Timern zu
machen. Ich habe z.B mal bei den R8C einen Typen gesehen den Renesas
ganz besonders auf die Ansteuerung von Motoren optimiert hat. Leider
faellt mir die genaue Bezeichnung gerade nicht ein. Damit kann man
dann Sachen machen die ein fetter Controller niemals kann.

Genauer geht es darum moeglichst kurz mittels eine hohe Spannung 300 -
400 V auf einen vornehmlich kapazitiven niederohmigen Transducer
anzuwenden. Ein zweiter Mosfet schliesst Ihn dann kurz.
Mit eienem Controller waere man da rech flexibel, was die Pulsbreiten
und die Schaltzeitpunkte anbelangt.
Quote:

Ein FPGA koennte das natuerlich, aber da steckt auch gleich ein
riesiger Aufwand hinter.

Genau.
Quote:

Olaf


--
Gruss
Mark

Mark
Guest

Wed Aug 11, 2010 9:01 am   



On 2010-08-10 22:59:22 +0700, Olaf Kaluza said:

Quote:
Mark <markwolf_at_cs.tu-berlin.de> wrote:

Ich bin auf der Suche nach einem controller mit mindestens 100MHz
Taktfrequenz.
Benoetigt werden:

Zumindest bei den schnellen Controllern mit denen ich so zutun habe
(R32,SH2) gibt es ein gewisses Verhaeltnis zwischen Takt und Zugriff
auf externen Busse/Pinne. Soll heissen der Controller schafft da
niemals 100Mhz.

- ein Eingang (zum Triggern)
- zwei Ausgaenge

Das naechste Problem. Controller in der 100Mhz Klasse haben
normalerweise viele Pinne mit vielen VCCs und jede Menge anderem
Gedoens drin und dann gleich 144 bis 200++ Beinchen. Aber wenn du
einen 8pinner mit 100Mhz findest dann sag ruhig bescheid.

Mach ich.
Quote:

Grund ist, ich moechte zwei Mosfets flexibel ansteuern. Die Signale
sollten dabei auf 10ns genau einstellbar sein. Natuerlich sollte T_r
and T_f dem entsprechend klein sein.

Vielleicht solltest du besser genau erzaehlen was du machen willst. Es
gibt ja unter Umstaenden die Moeglichkeit da was mit Timern zu
machen. Ich habe z.B mal bei den R8C einen Typen gesehen den Renesas
ganz besonders auf die Ansteuerung von Motoren optimiert hat. Leider
faellt mir die genaue Bezeichnung gerade nicht ein. Damit kann man
dann Sachen machen die ein fetter Controller niemals kann.

Genauer geht es darum moeglichst kurz mittels eine hohe Spannung 300 -
400 V auf einen vornehmlich kapazitiven niederohmigen Transducer
anzuwenden. Ein zweiter Mosfet schliesst Ihn dann kurz.
Mit eienem Controller waere man da rech flexibel, was die Pulsbreiten
und die Schaltzeitpunkte anbelangt.
Quote:

Ein FPGA koennte das natuerlich, aber da steckt auch gleich ein
riesiger Aufwand hinter.

Genau.
Quote:

Olaf


--
Gruss
Mark

Mark
Guest

Wed Aug 11, 2010 9:10 am   



On 2010-08-11 01:57:51 +0700, Stefan Brröring said:

Quote:
Michael Koch schrieb:
Hallo Mark,

http://www.silabs.com/products/mcu/mixed-signalmcu/Pages/C8051F12x3x.aspx

Gruss
Michael

Die 100 MIPS reichen aber leider nicht aus.

Der OP will einen Eingang abfragen und zwei Ausgänge setzen. Wie genau
schreibt er nicht. Ich spinn also mal einfach rum:

Also mal angenommen, er wartet auf ein Eingagssignal (Trigger) und will
dann zwei Ausgänge zeitverzögert ansteuern und anschließend auf den
nächsten Trigger warten.

Dann benötigt er:

1. Lese Eingangsbyte
2. Prüfe Bit
3. wenn kein Trigger springe nach 1
4. Decrementiere Zähler 1
5. Teste, ob Zähler 1 > 0
6. Springe gegebenenfalls nach 4
7. Setze Ausgangsbit 1
8. Decrementiere Zähler 2
9. Teste, ob Zähler 2 > 0
10. Springe gegebenenfalls nach 8
11. Setzen Ausgangsbit 2
12. Setze Zähler 1 auf Anfangswert
13. Setze Zähler 2 auf Anfangswert
14. Setze Bit 1 zurück
15. Setze Bit 2 zurück
16. Springe nach 1

Also 16 Kommandos, entsprechend mindestens 160ns Durchlaufzeit. Die
inneren Warteschleifen haben eine Umlaufzeit von mindestens 3 Takten,
also 30ns.

Wenn die Impule nicht minimal 10ns lang sein müssen und der OP
lediglich Impule mit z.B. 300ns mit 10ns einstellen will, reicht es
unter Umständen so gerade eben, aber nicht mir variablen Pulsbreiten,
nur durch fest einprogrammierte NOPS, die die Laufzeit verlängern.

In etwa so;

1.
2.
3. siehe oben
nop
nop
nop
...
Setze Bit 1
nop
nop
nop
...
Setze Bit 2
nop
nop
...
Setze Bit 1 zurück
nop
nop
nop
...
Setze Bit 2 zurück
nop
nop
...
Springe nach 1

Je mit jedem zusätzlichen NOP wird dann ein Puls oder eine Pause um
10ns verlängern.

Gruß

Stefan

Also delay zum Eingangssignal ist nicht so das Problem. Wieviele
Clockimpulse sind denn minimal noetig um einen Ausgang von 0 auf 1 und
wieder zurueck zu setzen. Ist vermutlich von Controller zu Controller
unterschiedlich.
--
Gruss
Mark

Marte Schwarz
Guest

Wed Aug 11, 2010 9:17 am   



Hi Mark,

Quote:
Die Idee dahinter ist zwei Mosfets in totem-pole-Anordnung anzusteuern.
Als Treiber hab ich hier den DEIC420. Mosfet DE475-501N44A.
Verschiedene andere Mosfets und eine Treiber-Mosfet-Combination. Alle
IXYS.

Warum nimmst Du dann nicht eine der üblichen break-before-make Treiber, bzw
deren diskrete Umsetzung? Das ist doch mittlerweile Standard bei fast allen
H-Brückentreibern, die ich kenne. Ob nun totem-pole oder
Komplementärendstufe, das Thema bbm ist doch überall gegeben.

Quote:
Derzeit hab ich eine Schaltung mit nur einem Mosfet. Das Signal kommt von
einem Altera FPGA (Cyclone II). Pusbreite kann ich von 10ns bis 630ns via
Software einstellen. Frequenz auch 1 Hz - 10 kHz.

Dann wird sich doch sicher in diesem Teil noch ein kleines Eckchen Platz für
eine vernünftige Lösung finden.

Quote:
Fuer gewoehnlich hat man da dann immer noch den "Schwanz" (gedaempfte
Schwingung). den will ich mit dem zweiten Mosfet durch kurz schliessen
reduzieren.

Ob das mit Kurzschluß so klappen wird, wage ich zu bezweifeln. Zum wirsamen
Dämpfen von Schwingungen waren Widerstände dazuschalten meist effektiver.

Quote:
Ein Controller schien mir da am Geeignetsten, FPGA waere ja overkill, nur
fuer diesen Zweck.

Hätte ich bei den geforderten Timings eher anderst herum gesehen. UNd wenn
das FPGA schon für das Grundtiming zuständig ist, sollte da auch die
abhängige Zeit einfacher zu realisieren sein, als noch mal was Externes
aufzuziehen.

Quote:
Das naechste FBGA Board design hat natuerlich dann zwei Ausgaenge.

Na dann mal los.

Marte

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