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Forum: FPGA, VHDL & Co. Einfache Schaltung mit 200 MHz


Autor: Johann (Gast)
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Hi @all

Ich habe eine einfache Schaltung die aus 2 bis 3 FlipFlops und 2 bis 3 
Und-Gattern besteht. Diese Schaltung muss aber mit 200MHz funktionieren. 
Ist dies noch mit einem Spartan 3 möglich oder benötige ich da einen 
anderen FPGA. Ein Virtex 5 kostet ja gleich gigantisch viel Geld und ist 
riesig. Warum gibt es denn nicht mal kleine FPGAs mit hohen Frequenzen. 
Altera fertig bereits in 45nm aber nur die absoluten HighEnd Bausteine.

Autor: Jan M. (mueschel)
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2-3 FF und 2-3 Gatter? Dafuer lohnt sich kein FPGA.

Ob ein Spartan 3 das schafft ist fraglich, koennte aber noch gehen. 
Wenn's Xilinx sein soll, tut es auch ein Virtex4. Lattice hat auch 
einige guenstige aber schnelle Bausteine im Angebot, speziell die 
ECP-Reihe.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Diese Schaltung muss aber mit 200MHz funktionieren.
> Ist dies noch mit einem Spartan 3 möglich
Ja.
Lass den Reset weg, wenn er nicht unbedingt nötig ist  ;-)

> Warum gibt es denn nicht mal kleine FPGAs mit hohen Frequenzen.
Der billigste MachXO von Lattice packt auch noch 256 MHz weg. Du mußt 
nur halbwegs hardwarenah Denken und Beschreiben.

EDIT:
> tut es auch ein Virtex4.
Die Technik im S3 ist die selbe wie im V4.

Autor: Jan M. (mueschel)
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Lothar Miller wrote:
> EDIT:
>> tut es auch ein Virtex4.
> Die Technik im S3 ist die selbe wie im V4.


Die Spartan3 sind deutlich langsamer als Virtex4, und auch langsamer als 
Virtex2.
Ein paar Beispielwerte mit einem meiner Designs  (mittelgrosse FSM, 
keine besonders aufwendigen Konstrukte, Ressourcenverbrauch jeweils etwa 
70 Slices), jeweils langsamster Speedgrade:

Virtex 4: 315 MHz
Virtex 2: 226 MHz
Spartan3: 153 MHz

Edit: Die Daten fuer einen Lattice ECP2 habe ich gerade nicht zur Hand, 
liegen aber in der Gegend vom Virtex4. Der kleinste ECP2 kostet im TQFP 
< 20 Euro

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Virtex 4: 315 MHz
> Virtex 2: 226 MHz
> Spartan3: 153 MHz
Gut, die Zahlen heißen mich lügen  ;-)
Das liegt u.A. daran, dass der V4 mehr Verdrahtungsebenen hat.

Aber tatsächlich wurde das (jetzt wegen des Preises im MachXO 
befindliche) Design auf dem S3 entwickelt (wie gesagt partiell mit 
256MHz).
Darauf gründet meine Aussage: ein Design mit ein paar FF und etwas Logik 
sollte im S3 mit 200MHz zu machen sein. Natürlich muß aufgepasst werden, 
dass nur 1 LUT (max. 2) zwischen den FFs ist.

Autor: Johann (Gast)
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Ja aber ich halte halt einen Virtex 4 oder Spartan 3 für zu groß und 
völlig unnötig. Das mit den Lattice Bausteinen hört sich doch schon mal 
gut an. Kann man das ganze nicht diskret aufbauen oder gibt es keine 
Bausteine mit der Geschwindigkeit?

Autor: Johann (Gast)
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Kann schaft man auch ein Propagation Delay von 1ns?

Autor: Der Besucher (Gast)
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FF und UND-Gatter also. Da gibt es GALs, die genau sowas enthalten. Und 
man kann ja auch wieder die Ausänge auf Eingänge schalten und somit die 
gewünschte Funktion realisieren.

http://www.latticesemi.com/lit/docs/datasheets/pal...

Sind auch recht preiswert.
Vielleicht mal einen näheren Blick wert.

Der Besucher

Autor: Chris (Gast)
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Würde ein MaxII nehmen, so eines mit 240 Luts, 100 Pins, <5 Euro,
200 Mhz sollte kein Problem darstellen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> ich halte halt einen Virtex 4 oder Spartan 3 für zu groß ...
Du hattest den selber vorgeschlagen ;-)

> Propagation Delay von 1ns?
Diese Forderung ist neu. Alleine, um in einen Pin hinein (1,5ns) und aus 
dem benachbarten wieder raus zu fahren (1,5ns) braucht länger.
Womit wir in etwa in der Liga von CPLDs wären:
Lattice 16LV8:   3.5 ns Maximum Propagation Delay

Autor: Christian R. (supachris)
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Ein kleiner CoolRunner II sollte das auch problemlos schaffen. Die Logik 
da drin ist sauschnell, aber eben wenig FFs. Nur ganz billig sind die 
auch nicht.

Autor: Johann (Gast)
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Der Preis sollte schon so bei max 30€ liegen. Ich werde mir mal die 
Vorschläge anschauen und melde mich dann wieder.

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