АЦП-МК-ЦАП 1мкс

[kison]

Сообщение от kison

Именно для таких задач и придуманы DSP.

DSP хороши для цифрофой обработки синалов, включая цифровую фильтрациюб быстрые преобразования Фурье etc. Здесь же задача автоматического управления, где процессор выполняет десяток комманд типа "сложение" и пару комманд типа "умножение", так что функции DSP в общем-то не нужны, а частота процессора д.б. порядка 400 МГц.

Это и есть задача для DSP, а вовсе не для контроллера общего применения. Требуется быстро считать, оцифровывать и обратно переводить в аналог.

DSP в чистом виде на такие частоты я не встречал, у AD по крайней мере.

Ну, они встречаются ... еще. Но уже не часто. Неужеди пара-тройка лишних сотен МГц это проблема?
Вот например - http://focus.ti.com/paramsearch/docs...ramCriteria=no
Там еще а АРМ ядро есть, послабже конечно, но тоже лишним не будет.
Вообще у TI выбор большой.

Подходят ARM начиная с ARM9 (они, кстати, содержат DSP внутри себя), но это и есть решение типа роутера (чтобы не делать разработку с 0), предложенное tauP10.

Вы когда нибудь с ARM работали? Он не такой и быстрый при внимательном рассмотрении. Если бы только умножать и складывать, но требуется еще ввод-вывод. ИМХО задачу можно спокойно решить на дешевом 200МГц-овом DSP. И не придется искать еще ADC/DAC, которые тоже денег стоят.

[p4all]

Сообщение от p4all

1). Зачем выбрасывать Linux? 2). Где взять средсва программирования и отладки? 3). Нельзя ли назвать конкретный тип модуля, а так же тип процесоора?

1 - можете не выбрасывать, запретить отвлекаться на время выполнения супер задачи , если необходимо.
2) GCC компилятор вроде как бесплатный .
3) Знакомый брал ASUS WL500g Premium для похожих дел.

Я не могу подробно консультировать по этой реализации, но вживую видел как оно работает

Еще раз огромное спасибо!
Некоторый опыит работы с Linux есть, возможность использовать GCC - супер, соорудить АЦП-ЦАП - не проблема, вроде должно получиться.

[p4all]

.... Неужеди пара-тройка лишних сотен МГц это проблема?
Вот например - http://focus.ti.com/paramsearch/docs...ramCriteria=no
Там еще а АРМ ядро есть, послабже конечно, но тоже лишним не будет.
Вообще у TI выбор большой.
......
Вы когда нибудь с ARM работали? Он не такой и быстрый при внимательном рассмотрении. Если бы только умножать и складывать, но требуется еще ввод-вывод. ИМХО задачу можно спокойно решить на дешевом 200МГц-овом DSP. И не придется искать еще ADC/DAC, которые тоже денег стоят.

Спасибо за ссылку.
Простите за пропуск цитат - чтобы не перегружать ...
Начну с конца - с ARM я не работал, проектировал только на Analog Device ADuC (52-е ядро) и ADSP. Первые вообще медленные (но быстродействие и не требовалось), вторые побыстрее, но увы - всего 40 МГц (хотя правильнее говорить о MIPS) - для данной задачи не подходят.
Как раз с этим-то и проблема - сотни МГц + АЦП + ЦАП.
Выбор то везде большой, не только у TI, но более-менее приличные АЦП, пожалуй, только у AD.
Нужен велосипед с моторчиком, а везде предлагают авиалайнер ))
Предложенная вами микросхема всем хороша, но:
1). АЦП и ЦАП в чистом виде там все-таки нет. Есть АЦП на видеозахвате и ЦАПы на видеовыход, но далеко не факт, что они будут нормально работать в задаче автоматического управления.
2). Микросхема (и ее стоимость) сама по себе ничего не значит. Как Вы думаете, во сколько обойдется изготовление и распайка платы с 361 выводом? Или надо покупать Evoluation Board (Started Kit, etc.)?
3). Или есть какие-то другие решения - тогда чем они лучше решения с роутером?
Прошу меня простить, если я чего-то не понял или проявмл недостаточную компетентность.

[Shurila]

Все зависит от серийности. Если единичный экземпляр, то лучше взять готовую плату и к ней сделать платки АЦП и ЦАП, ну а на серию свое.
По поводу плат: например http://starterkit.ru/new/index.php?n...&op=page&pid=2
при этом прием и обработка данных от АЦП и вывод в ЦАП это FPGA, а работа с интерфейсами это CPU.
К стати насчет умножения в FPGA, так там прям аппаратные умножители, ну и встроенная память, т.е FPGA и предназначен для сбора и обработки инфо в реальном времени.
Еще одно решение это чистый FPGA, с soft CPU (soft CPU есть и у xilinx и у altera).
Единственный минус, это то что надо будет пройти не проторенными дорогами.

[kison]

1). АЦП и ЦАП в чистом виде там все-таки нет. Есть АЦП на видеозахвате и ЦАПы на видеовыход, но далеко не факт, что они будут нормально работать в задаче автоматического управления.

Будут конечно. Это все же процессор, а не узкоспециализированный чип.

2). Микросхема (и ее стоимость) сама по себе ничего не значит. Как Вы думаете, во сколько обойдется изготовление и распайка платы с 361 выводом? Или надо покупать Evoluation Board (Started Kit, etc.)?

Плата обойдется в 3-4 тысячи.Распаять можно самому или заказывать сразу с монтажом, правда не уверен, что так можно с единичным экземпляром.

3). Или есть какие-то другие решения - тогда чем они лучше решения с роутером?

Роутер... Вы думаете что там будет чип не в BGA, да еще и JTAG будет выведен? И Linux будет в исходниках? При кажущейся простоте и удобстве решение Вашей задачи с помощью готовой, предназначенной для другого платы, может легко занять год-другой работы. А вообще - огласите задачу поподробней. Что то мне кажется, что такая скорость не нужна и вместо АЦП 30 мегасэмплов вполне подойдет АЦП с 1 мегасэмплом.

[p4all]

Все зависит от серийности. Если единичный экземпляр, то лучше взять готовую плату и к ней сделать платки АЦП и ЦАП, ну а на серию свое.
По поводу плат: например http://starterkit.ru/new/index.php?n...&op=page&pid=2
при этом прием и обработка данных от АЦП и вывод в ЦАП это FPGA, а работа с интерфейсами это CPU.
К стати насчет умножения в FPGA, так там прям аппаратные умножители, ну и встроенная память, т.е FPGA и предназначен для сбора и обработки инфо в реальном времени.
Еще одно решение это чистый FPGA, с soft CPU (soft CPU есть и у xilinx и у altera).
Единственный минус, это то что надо будет пройти не проторенными дорогами.

Это - единичный экземпляр - научно-исследовательская работа. Так как денег на науку (несмотря на заверения правительства) выделяют мало, то это создает дополнитнльные трудности.
Большое спасибо за ссылку и за консультацию - здесь есть над чем подумать. Работающий с Xilinx мне посоветовал примерно то же. Как я понял, структура этого решения примерно следующая:
(АЦП+ЦАП)‹-›FPGA‹-›CPU‹-›интерфейс‹-›PC
Здесь CPU (микроконтроллер) м.б. любым, например ARM7 и даже MCS-51 или soft CPU, как вы верно указали, так как в его функции входит только обмен данными с PC и начальное программирование FPGA, а on-line управление осуществляет собственно FPGA. Интерфейс желательно RS-485 или USB, но можно и ethernet, и даже (на худой конец) RS-232. По видимому в части быстродействия это решение более предпочтительно, чем содним быстрым контроллером, как то ARM9, DSP, etc. Остается подобрать (и купить) подходящую плату (или устройство) и необходимый софт (средства программирования и отладки).
Проблема в том, что времени на принятие решения всего 2-3 недели.

[p4all]

Роутер... Вы думаете что там будет чип не в BGA, да еще и JTAG будет выведен? И Linux будет в исходниках? При кажущейся простоте и удобстве решение Вашей задачи с помощью готовой, предназначенной для другого платы, может легко занять год-другой работы. А вообще - огласите задачу поподробней. Что то мне кажется, что такая скорость не нужна и вместо АЦП 30 мегасэмплов вполне подойдет АЦП с 1 мегасэмплом.

Ну с Linux, вероятно, все проще - обычно в таких устройствах ставят ядро версии 2.4.xx с подключенными драйверами периферии, так что можно оставить одно ядро, а все остальное заменить на свое. Как утверждают, например, с Linux-смартфонами это и многое другое проделывается легко.
А в остальном вы правы - нужен необходимый софт и более-менее подробное описание, или хотя бы - ясное понимание архитектуры устройства, иначе на "вскрытие" могут уйти годы.
Далее (см. пост выше) работа из области НИИР, так что нужен единичный экземпляр и важна именно его стоимость.
Задача подробнее (могу ошибится в деталях и пропускаю подробности, так как я не физик):
Имеется образец (кристалл) с уникальными диэлектрическими свойствами при криогенных температерах (жидкий азот). При подаче электрического импульса (скачек тока) в образце развивается квазистационарный колебательный процесс. Параметры этого процесса определяются физическими процессами в кристале, которые и подлежат изучению. Частота процесса от десятков килогерц до нескольких мегагерц, в зависимости от режима (напряжение на кристале, температура кристала и др.). На первом этапе экспериментов на кристал подавлись импульсы с частотами из указанного диапазона и огибающей, описываемой 6-ой производной функции Гауса (или что-то в этом роде - типа полинома 9-го порядка), математикой я не занимался, она достаточно сложная. Отклик на такой импульс потдавался более-менее адекватному осмыслению. Следующим этапом было превратить процесс в стационарный путем подачи управляющего воздействия как функции отклика, то есть с частотой процесса. Для правильного формирования этого воздействия надо хотя бы 10 точек на период. Буржуи уже перешагнули порог в 1 МГц, а мы еще не подошли и к 100КГц. И так, в каждый такт осуществляется выборка АЦП, вычисляется сигнал управления как функция от 10-ти выборок, подается код на ЦАП.
Грубо: 100КГц - 10 точек = 1 мкс, это - минимум, что хотелось бы иметь.
1 МГц - 10 точек = 0.1 мкс - не достижимая мечта.
И дело не только в АЦП (я вроде нигде не говорил что нужно АЦП в 30 магасамплов, АЦП д.б. минимум лучше, чем 1 MSPS), но и всего тракта, включая вычисление управляющей функции и ЦАП.

[tauP10]

а что если попробовать на обычной PCшке под линуксом использовать готовый АЦП из плат видеозахвата например (драйвера под линукс тоже должны быть)
а в качестве ЦАП - выход VGA , одну из ножек.
Да , разрядов маловато возможно, а возможно и хватит.
Вон, люди оборзели и делают даже COFDM модуляторы с выходом RF сигнала через ножку цапа VGA карты.

http://fabrice.bellard.free.fr/dvbt/

можно вообще ничего не паять. Если поставить комп помощнее то можно поднять планку 100kS ----› 10MS

[Shurila]

[quote="p4all"]

...
Грубо: 100КГц - 10 точек = 1 мкс, это - минимум, что хотелось бы иметь.
1 МГц - 10 точек = 0.1 мкс - не достижимая мечта.
И дело не только в АЦП (я вроде нигде не говорил что нужно АЦП в 30 магасамплов, АЦП д.б. минимум лучше, чем 1 MSPS), но и всего тракта, включая вычисление управляющей функции и ЦАП.

А какая частота повторения импульсов возмущения?
Что-то подобное мы делаем - тож эксперимент, есть кой какие результаты, но пока в начале пути.
Структура такая: РС‹-›USB‹-›FPGA‹-›ADC+генератор импульсов возбуждения. На РС прием и обработка на LABVIEW http://www.ni.com/labview . Конечно проблемы с финансированием это камень на ... Оно так вроде думается что дешево, а в результате и дороже и дольше и качество работы страдает.
Я к тому что приобретение модулей от LABVIEW + конечно сам пакет, позволяет достаточно быстро создавать прототипы систем и/или лабораторные стенды. Для примера у меня студент последний курс через месяц уже писал приложения (ну не супер, но рабочие под задачу), это при том что помогать ему было некому.
С USB под LABVIEW есть некоторые трудности (вполне преодолимые), а с RS232 вообще нет проблем. Так связка STM32 (сбор данных с частотой 1МГц и формирование импульса возбуждения) передача по RS232 обработка и визуализация на LABVIEW были написаны за 2 дня (конечно время на освоение не в счет).
Самое главное ИМХО что будет создан задел знаний на последующие задачи (лучше мы день поучимся, а потом за час долетим (с))!

[p4all]

а что если попробовать на обычной PCшке под линуксом использовать готовый АЦП из плат видеозахвата например (драйвера под линукс тоже должны быть)
а в качестве ЦАП - выход VGA , одну из ножек.
Да , разрядов маловато возможно, а возможно и хватит.
Вон, люди оборзели и делают даже COFDM модуляторы с выходом RF сигнала через ножку цапа VGA карты.

http://fabrice.bellard.free.fr/dvbt/

можно вообще ничего не паять. Если поставить комп помощнее то можно поднять планку 100kS ----› 10MS

Решение на первый взгляд очень привлекательное, но есть пара вопросов:
1). Совершенно не понятно, как это все программировать. Нужно иметь описание драйверов (на уровне функций С/С++)?
2). Насколько я понимаю, все эти устройства (АЦП видеозахвата - ЦАПы видеовыхода) "сидят" на шине PCI, которая не предназначена для синхронного обмена, и контроллеры видеозахвата то же имеют свои буферы, что может полностью исключить синхронный режим обмена данными.
Поясню на своем отрицательном опыте.
К сожалению, я включился в работу поздно, и мне досталась в наследство такая схема:
(ADC-›ADSP-›PCI1)-›PC-›(Pentium4-2GHz)-›PCI1-›DAC
ADC имел 3MSPS, DAC того же порядка. (ADC-›ADSP-›PCI1) - готовое изделие L-Card, DAC -самодельный цеплялся к портам ADSP (40 MHz). Казалось бы, PCI должно обеспечить обмен 10 байт/мкс, а PC навярнека справится с вычичслительной задачей. От попыток заставить схему работать под Windows проишлось сразу отказаться (совершенно непредсказуемое поведение в плане временных задержек). Под DOS шина PCI показывала производительность более 10 MBPS в ассинхронном режиме (передача пакетами с буфферизацией), и всего 1 MBPS (!!!) - в синхронном (передача словами - 2 байта), е.е. все работало - но на процессах с частотой всего несколько килогерц. Под Linux попробовать не удалось - сложности с драйверами и не хватило времени/финансирования.
Как вариант, можно было бы попробовать заставить схему работать под Linux, если была бы увереннность, что PCI под Linux обеспечит хотя бы 10 Мбайт/сек в синхронном режиме.
Это, кстаи, и возражение коллеге kison по поводу ADC видеозахвата DSP TI. Т.е. не понятно, как схема реально будет себя вести.
Т.е. если бы кто-то сказал: да, я пробовал в синхронном режиме в on-line контуре управления и все получилось, тогда можно было бы попробовать, а так времени на эксперименты нет.
Так что FPGA (в том или ином варианте) пока видится наилучшим решением.