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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wer möchte seinen eigenen ASIC?


Autor: René H. (etr)
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Hallo zusammen,

im Rahmen meiner Weiterbildung haben wir die Chance einen eigene ASIC zu 
entwickeln und später auch herstellen zu lassen.

Nun hab ich überlegt was könnte man mal schönes "Basteln". Muss aber 
eingestehen das mir ein wenig die Erfahrung für ein richtig gutes 
Projekt fehlt.

Daher möchte ich euch vorschlagen, dass ich mit euch zusammen diesen 
ASIC mache.
Mir geht es dabei mehr darum von euren Erfahrungen zu profitieren als um 
meinen eigenen ASIC.

Dieser würde gegen Ende des Jahres gefertig und ihr könnt bis zu 10 
kostenlosen Bausteinen bekommen.

Wollt ihr mehr so kostet es auch etwas. (Unser Prof. meinte etwa 2-3Euro 
das Stück in einen PDIP Gehäuse, andere Geäuse gibts auf Anfrage).

So was gibt es noch zu wissen... Hergestellt wird dieser auf einem MD500 
von Microdul (Google weiss mehr) in Semi-Costom Design.

Zeit haben wir bis etwa Ende Juni, bis dahin muss dann alles stehen.

Also wer Interesse und eine gute Idee (die auch funktioniert ;)) hat 
melde sich bitte.

Viele Grüße
René

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Eben schon im Chat drüber geredet und etwas naiv:
Einen AVR, nur quasi doppelt so groß. Also 8-Bit-Register werden zu 
16-Bit-breiten Registern, die 2*8 breiten Zeigerregister würden dann zu 
2*16 Bit usw.

Wär doch mal was Feines :-D

Autor: Falk Brunner (falk)
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Gibt es schon fix und fertig, nennt sich MSP430.

Autor: lol (Gast)
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> Einen AVR, nur quasi doppelt so groß. Also 8-Bit-Register werden zu
> 16-Bit-breiten Registern, die 2*8 breiten Zeigerregister würden dann zu
> 2*16 Bit usw.

Das wär ja schade drum.
Wer über den AVR-Tellerrand sieht, wird 16 und 32 Bit-CPUs ohne Ende
finden.

Ein ASIC mit DDR-Interface für einen, zwei oder noch mehr ADCs,
einer netten Triggerlogik, und einem Interface für den Samplespeicher
SRAM/SDRAM/DDRRAM dürfte viel mehr Leser hier glücklich machen.

Dann könnte hier jeder sein 200 Msps DSO selber zusammennageln.

Einen AVR mit 16 bit brauche ich jedenfalls nicht.

Autor: lol (Gast)
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> Gibt es schon fix und fertig, nennt sich MSP430.

Ja ;-)

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  lol (Gast)

>Ein ASIC mit DDR-Interface für einen, zwei oder noch mehr ADCs,
>einer netten Triggerlogik, und einem Interface für den Samplespeicher
>SRAM/SDRAM/DDRRAM dürfte viel mehr Leser hier glücklich machen.

Gibt es auch schon fix und fertig für kleines Geld. Nennt sich FPGA.
Innovationen fallen nicht vom Himmel, in einer hochentwickelten 
Technologielandschaft schon gar nicht.

MFG
Falk

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Ok, ich muss dazusagen: Die Diskussion ging um ATXMega und den Sinn oder 
Unsinn desselben :-)
Will sagen: Ich persönlich fände so einen '16-Bit-AVR' zumindest 
schöner, als einen zum XMega aufgeblasenen AVR, der auf Biegen und 
Brechen 8 Bit haben muss und wo dann hinten und vorne an die Register 
noch zusätzliche Adressbits angeklebt werden müssen... Mal abgesehen von 
noch eleganteren Alternativen wie MSP, klar.

Autor: pq (Gast)
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oder einen Brainf[u]ck-Prozessor ....

ist einfacher als ein AVR aber cooler

Autor: lol (Gast)
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> Gibt es auch schon fix und fertig für kleines Geld. Nennt sich FPGA.
> Innovationen fallen nicht vom Himmel, in einer hochentwickelten
> Technologielandschaft schon gar nicht.

Ein XC3S400A-Board lungert hier schon herum...
Die AVN-Edition hat leider nur wenig verfügbare Beinchen
nach aussen geführt.
Und gerade gross ist der Block-RAM da auch nicht :-(

C und Assembler für ca. ein dutzend Prozessorfamilien kann ich schon.
VHDL ist da doch schon etwas komplexer für den Autodidakten.

Ein ASIC das das könnte, was ich beschrieben habe,
wäre schon ein Segen. Der OP schrub ja, das er in der Wahl
dessen was er tut nicht eingeschränkt ist.
Warum also Steuermittel nicht mal einer netten Verwendung
zuführen?

Autor: mr.chip (Gast)
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Grafikchip: Video-RAM, VGA- oder BAS-Signalerzeugung, elementare 
Grafikoperationen wie Sprites, evtl. auch gewisse 3D-Funktionen. (Auch 
nicht innovativ ohne Ende, aber von einem technischen Standpunkt nicht 
uninteressant. Und man könnte sehr nette Basteleien damit machen.)

Autor: Cheffe (Gast)
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> eigene ASIC zu entwickeln und später auch herstellen zu lassen.

Nur EINMALIG oder kanns auch ne Revision B geben wenn was doch nicht so 
funktioniert wie in der Simulation? ;)

Welche Entwurfswerkzeuge werden denn verwendet (man hat als normaler 
Bastler ja nicht unbedingt ne Cadence Virtuoso o.ä. Lizenz zuhause 
rumliegen.. )?

Autor: Oha (Gast)
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Ein Asic ? Ja. Am liebsten in SiGe Technologie, einen einfachst 
Prozessor, kann auch nur 4 bit haben, 256 instruktionen ab internem RAM, 
sollte aber mit 10GHz laufen...

Autor: Gast (Gast)
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Wenn, dann müsste es ein auf low-cost optimiertes Konsumer-Produkt 
werden.

Denk mal in Richtung Asic für einen Tamagotchi oder irgend so ein 
Spielzeug ... d.h. inkl ultra-low-cost Punkt-Matrix-Ansteuerung mit 
wenig Auflösung usw ... das kriegt man nicht billiger mit einem AVR hin 
...

Autor: Fritzi (Gast)
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Könnte ein ASIC folgendes beinhalten?

- 8-Bit-CPU
- MP3-Decoder (vielleicht mti DAC)
- USB (zum Lesne von USB-Festplatten)
- 2x UART
- SPI
- 128k Flash, 32k RAM

Oder muss das ein anderer Baustein sein?

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Was mal schick wäre: Ein Einfacher per SPI zu steuernder USB-Host 
Controller (halt wie son Vinculum Chip) zum der einem die Protokoll 
sachen abnimmt, ansonsten aber "universell" einsetzbar ist...
Oder nen DDR/SDRam Controller mit 8bit Interface für XMEM :)

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Genau, so ne kleine North/Southbridge für 8 Bit und AVR: 
DRAM-controller, USB-Host, evtl. noch Ethernet dazu und SATA :-D

Autor: Z8 (Gast)
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>Genau, so ne kleine North/Southbridge für 8 Bit und AVR:
>DRAM-controller, USB-Host, evtl. noch Ethernet dazu und SATA :-D

ICH AUCH!!! schmunzel

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Sven P. wrote:
> Genau, so ne kleine North/Southbridge für 8 Bit und AVR:
> DRAM-controller, USB-Host, evtl. noch Ethernet dazu und SATA :-D

Mach noch ein S vor das DRAM dann ists perfekt. Bei SATA könnte ich 
einen Abstrich in Richtung per internem DMA an das SDRAM angekoppelte SD 
Karte machen...

Autor: Oha (Gast)
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Ja ein kleiner Pentium Klon, der aber nur ein Zehntel an Strom braucht 
und die Nord und die Suedbruecke bereits drin hat. Das waer dan ein 
Massenprodukt. bei 2-3 Euro pro stueck kann man da sicher einige 10k 
verkloppen
:-)

Autor: Arc Net (arc)
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Der Thread steht nicht ganz grundlos unter Analogtechnik ;-)

MD500
- 2.00 mm x 2.18 mm
- 0.9μm SACMOS (shrink)
- Philips Semiconductors process
- 2 metal, 2 contact
- 64 OTP cells
- VDD 1 to 5.5V (I/O to 8V)
- Low-power
- ESD/Latch-up protection
- 5536 x 2-input gates
- 2304 analogue transistors
- 524 linear capacitors
- Up to 2.7MΩ PS resistors
- Up to 20.5MΩ N-well resistors
- 32 I/O pads
- Multiples of the unit chip possible

Empfohlene Software: LAYTOOLS/LAYSUITE von TexEDA + SIMetrix

Autor: Ich (Gast)
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Dann wird es eben ein Analogrechner ^^

Autor: René H. (etr)
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Danke Arc Net!
Hatte auch schon den Gedanken das sich hier der ein oder andere 
verlaufen hat.
Schade!

Cheffe wrote:
>> eigene ASIC zu entwickeln und später auch herstellen zu lassen.
>
> Nur EINMALIG oder kanns auch ne Revision B geben wenn was doch nicht so
> funktioniert wie in der Simulation? ;)
>
> Welche Entwurfswerkzeuge werden denn verwendet (man hat als normaler
> Bastler ja nicht unbedingt ne Cadence Virtuoso o.ä. Lizenz zuhause
> rumliegen.. )?

Es gibt voraussichtlich nur eine Change - try and error - is´ bei ASIC 
nicht.
Es sei den deine Idee ist so umwerfend, dass es sich lohnt.

Da das ganze an ner Hochschule läuft ist auch eine Cadence Virtuoso o.ä. 
Lizenz drin!

So, noch hat noch einer irgendwelche sinnvollen Ideen?
Nichts für ungut an den Rest aber naja - wie heißt es so schön - Wer 
lesen kann ist klar im Vorteil!

Gute Nacht

Autor: Fritzi (Gast)
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...und wer sich klar ausdrücken kann, hat noch mehr Vorteile...gelle!!

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Wer hier von Mikrocontrollern als Vorschlag redet, der hat keine Ahnung 
was ein ASIC überhaupt ist. Warum einen teuren Chip für Sachen versauen, 
die man mit nem 10€ FPGA machen kann.

Wenn dann sollte doch möglichst viel analoges rein. Möglichst etwas im 
höheren Frequenzbereich, damit sich die kleinen Strukturen auch bezahlt 
machen. Alles was sich noch auf nem Steckbrett zusammennageln lässt, 
wäre genau so eine Verschendung.

Wie wäre es mit einem I/Q demodulator oder nem ADC (Oversampling + 
internem FIR). FBAS Generator wurde ja schon erwähnt.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Es ist nur ein halbes Jahr Zeit...
Macht doch ein analoges Frontend für die vielen Logic-Analyzer, die hier 
immer wieder rumschwirren. Dann könnte man einstellbare Schwellen, 
differentielle Eingänge, Signalvorverarbeitung, Signalmultiplexer für 
ein extern getriggertes Oszi... einbauen.
Davon dann gleich etliche Kanäle pro Chip, das hat was.

Autor: Sven P. (haku) Benutzerseite
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Alexander Liebhold wrote:
> Wer hier von Mikrocontrollern als Vorschlag redet, der hat keine Ahnung
> was ein ASIC überhaupt ist. Warum einen teuren Chip für Sachen versauen,
> die man mit nem 10€ FPGA machen kann.

Vielen Dank. Bei mir ist ein ASIC ein 'application specifig IC', und das 
beißt sich eigentlich nicht mit Mikroprozessor, es gibt auch 
rein-digitale ASICs.
Insofern müsste René mal klarstellen, was denn genau gefertigt wird. 
Also analog -- und weiter?

Autor: faustian (Gast)
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Ein Interface PCIe nach "normale 3.3V/5V Bustechnik" waere schon 
manchmal praktisch...

Autor: mmmk (Gast)
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> Davon dann gleich etliche Kanäle pro Chip, das hat was.


Ja und vor allem sowas gibts IMHO noch gar nirgendwo sonst --> 
Marktlücke ^^

Autor: Dieter S. (accutron)
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Ich hätte schon öfter einen Wandler PWM/DC gebraucht. Man realisiert es 
halt üblicherweise über Tiefpässe, aber manchmal wäre eine schnelle 
Ansprechzeit vorteilhaft. Also ungefähr so: Während Einschaltphase 
Kondensator über Konstantstrom aufladen, während Ausschaltphase 
Ladespannung gepuffert (S&H) ausgeben, (kurz vor) Ende der 
Ausschaltphase Kondensator entladen. Ich habe vielleicht sogar irgendwo 
einen Schaltplan liegen.

Dieter

Autor: Jens Plappert (Firma: FTSK) (gravewarrior)
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Ich finde auch, dass ein (FBAS oder VGA)-Videogenerator mit elementaren 
funktionen (text, einfache Grafik, was weiss ich) mal richtig geil wäre.

Damit könntest man auch sicherlich später mal in Bastlerkreisen recht 
viel Geld machen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Ich finde auch, dass ein (FBAS oder VGA)-Videogenerator mit elementaren
> funktionen (text, einfache Grafik, was weiss ich) mal richtig geil wäre.
Die Funktion wirst du mit
>>> 5536 x 2-input gates
nicht hinbekommen.

Das ASIC wird ein Analoges mit ein wenig Digital-Interface sein...

Autor: Jens Plappert (Firma: FTSK) (gravewarrior)
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Okay, das hab ich jetzt beim Überfliegen natürlich überlesen. Schade.

Ich finde eine µC- "Grafikkarte" bis 10€ ist etwas was wirklich noch 
fehlt.

Autor: Mitbastler (Gast)
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Ich hätte gerne einen MEHRKANAL (min. 3) U/I Wandler (4...20 mA).

Autor: xeox (Gast)
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wie wärs mit nem signalgenerator der alle häufig benutzten signale 
(rechteck, sinus, dreieck, trapez, sägezahn, ...) mit beliebiger 
frequenz und evtl. positiv+negativ erzeugen kann?

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Ein Signalgenerator kann man wunderbar mit einem FPGA machen.

Ein ASIC macht vor allem für Sachen sinn, die in die Extremen gehen, 
also in Richtung Low Power, oder in den GHz Bereich oder ähnliche 
Sachen.

Autor: Chris (Gast)
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Das ist ein strukturiertes ASIC, als sollte man schon mehr über desse 
Strukturierung wissen, sonst ist die Frage nur rethorisch.
Habe die Eckdaten im Internet gesehen, aber wie gesagt, nur Eckdaten.
Es wäre hilfreich zu wissen, wie die logik-gates implementiert sind, um 
zu wissen, wieviel man davon zur Verfügung hat, und auch, wieviel die 
EPROM-Calibrierung verschlingt.

Autor: René H. (etr)
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Hallo zusammen,

danke erstmal für die Vorschläge.

Könnt ihr vielleicht eure Ideen etwas genauer beschreiben.

@faustian:
>Ein Interface PCIe nach "normale 3.3V/5V Bustechnik" waere schon
>manchmal praktisch...

Wieso weshalb, wieso, warum?
Für was baucht man das, wo wird das eingesetzt? Hast du ne Idee wie 
sowas aussehen sollte?

@Sven: Wegen dem ASIC, Such mal unter "MD500 ASIC HMT"
>So was gibt es noch zu wissen... Hergestellt wird dieser auf einem MD500
>von Microdul (Google weiss mehr) in Semi-Costom Design.

@Dieter:
Bin auf den Schaltplan gespannt, so richtig hab ich noch keine Idee wie 
das funktionieren soll. Der Tiefpass integriert das Signal ja und lädst 
du den Kondesator nun schneller stimmt dieses Interal nicht mehr, oder?

Viele Grüße
René

Autor: Dieter S. (accutron)
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René,

beim TP wird das C während der L-Phase auch wieder entladen. Um das 
entstehende Ripple hinreichend klein zu halten, muss der TP eine recht 
niedrige Grenzfrequenz aufweisen. Damit wird das System natürlich 
zwangsläufig langsam. Beste Ergebnisse kann man erzielen, wenn die 
PWM-Frequenz möglichst hoch ist, dann ist die Zeitkonstante "weit 
entfernt" von der Periodendauer der PWM -> also kleines Ripple bei immer 
noch schneller Reaktionszeit.

Um auch bei mittleren oder niedrigen PWM-Frequenzen möglichst schnelle 
Reaktionen erhalten zu können, darf man zur Ladung des Cs nur die 
H-Phase des PWM-Signals nutzen. Damit wird die Reaktionszeit immer auf 
1/f der PWM reduziert. TP-Methoden sind bei hinreichend geringem Ripple 
um Faktoren langsamer.

Schaltung muss ich noch suchen bzw. nochmals anfertigen.

Dieter

Autor: Matthias Lipinsky (lippy)
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>Grafikchip: Video-RAM, VGA- oder BAS-Signalerzeugung, elementare

Ich wäre für sowas ähnliches.

Wie wäre es mit einem Chip, der auf der einen Seite einen Standart-SRAM 
simuliert, also mit D0..D7, A0..A?, \WR, \RD, \CS. (ALso direkt an den 
Atmel kann. Vielleicht ein ALE dabei)

Und auf der anderen Seite dieses (zB) Display mit dem korrekten Timing 
ansteuert:
http://www.lcd-module.de/eng/pdf/grafik/p320x-57a.pdf


Also sozusagen für jedes Pixel gibt drei eigene Adressen, die mit einem 
RGB-WErt beschrieben werden sollen..
Über GRafikfunktionen in weiteren Adressbereichen, kann ja noch 
nachgedacht werden...




PS: Ich wäre bereit, dafür sogar etwas in die Kaffeekasse zu tun, falls 
es ein SMD-Package wird ;-)

Autor: Tja (Gast)
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Wie währe es mit einem ASIC, der Digital gesteuert wird per I2C/SPI,... 
und ein Analogfrontend für Gitarrenefekte gibt. 
Distortion,Fuzz,Wah,Hall,Chorus,Echo,... Vielleicht auch mit DSP 
Funktionalitäten in Analogtechnik natürlich im GE/SI Verfahren.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Matthias Lipinsky wrote:

> Und auf der anderen Seite dieses (zB) Display mit dem korrekten Timing
> ansteuert:

Sowas nennt sich LCD Controller und gibts bereits fertig, z.B. von 
Epson. Die haben auch etliche LCD Controller mit integriertem Speicher 
bis etwa 1MByte.

Autor: faustian (Gast)
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Vor allem um "ganz normale Schaltungen" auf eine Karte zu kriegen die in 
einen modernen Rechnern noch hineinpasst, ohne gleich mit FPGAs 
anzuruecken...

Autor: AMS (Gast)
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... wie schon angedeutet müssen erstmal mehr Informationen über den 
Prozess bekannt sein, als die dürftigen Informationen, die ohne NDA 
zugänglichen sind. Der (geshrinkte) Process scheint recht alt und 
unflexibel zu sein, da man nur zwei Metall-Layer hat und die 
Transistoren/Caps nicht frei skalierbar sind. Ich weiss auch nicht was 
die MOhm Angabe bei R's soll ??? ... die braucht eh kein Mensch bzw.  .. 
interessanter währe hier die Angabe Ohm/Sq, damit man die erforderliche 
Chipfläche abschätzen kann.
In 0.9um und viiiiiiel Stom kann man vielleicht 500MHz erreichen (das 
erreichbare fT der Transistoren wäre hier interessant).
Da der Process nicht gerade UpToDate ist wird es sehr schwierig damit 
irgendwas bauchbares zu entwickeln, was es nicht schon für ein paar Cent 
discret gibt.
Einen Mixed-Signal IC läßt sich damit schon realisieren, aber zunächst 
sollte erstmal geklärt werden wieviel Leute an dem Projekt überhaupt 
inkl. Tools/Lizenzen arbeiten können ... Da in weniger als !!! drei 
Monaten !!! TapeOut sein soll kann die Schaltung eh nicht sehr 
analog-lastig werden, da dies viel mehr Zeit in Anspruch nimmt als der 
Digitalteil.
Und was wohl das Wichtigste ist: Der Chip muß wohl beim ersten Schuß 
funktionieren, sonst war alles umsonst.
Um die 2x2 mm in knapp 3 Monaten voll zu bekommen würde ich einen 
bezahlbaren Flash-ADC vorschlagen, kann man immer gebrauchen und das 
EPROM bietet sich zur Kalibrierung an und/oder einen großen & schnellen 
FiFO für den ADC oder das LA-Project.

Autor: Jankey (Gast)
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sagmal AMS arbeitest du in Graz? ...

Autor: AMS (Gast)
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... leider nicht, arbeite in Deutschland und entwickle hauptsächlich 
RF-Chips auf moderneren Prozessen diverser bekannter Foundries 
(180-45nm).
Mit 0.9um hatte ich aber noch nie etwas zu tun ...
Der Hauptvorteil dieser Strukturgröße ist jedoch, dass man mit einem 
Prober noch direkt auf dem Die messen und Fehler suchen kann :-) ... 
aber die wollen wir ja von vorne herein vermeiden.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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AMS wrote:

> Der Hauptvorteil dieser Strukturgröße ist jedoch, dass man mit einem
> Prober noch direkt auf dem Die messen und Fehler suchen kann :-) ...

Außerdem geht er im Analogfrontend bis 8 V, kann ja vielleicht auch
interessant sein.

Autor: Jankey (Gast)
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tja, hängt davon ab ob man einen HV prozess besitzt oder nicht :)

Autor: Hendi (DG3HDA) (Gast)
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Also,

ich hätte gerne ein günstiges Analogspielfeld:
SPI-Konfigurierbar, mindestens 4 oder 8 Opamps drin, paar blanke 
Transistoren, über eine Schaltmatrix miteinander und außen beschalteten 
diskreten und ggf. innen geätzten R, C, L verknüpfbar, und zwei 
R-2R-Netzwerke sowie zwei vergleichbare Kondensatorkaskaden mit soviel 
Bits wie vernünftig wären nett. Das ganze wäre prima, um 
Analogschaltungen erst darin auszuprobieren, bevor man sie aus normalen 
Teilen aufbaut. Sozusagen ein Digital Konfigurierbarer Kosmos-Kasten :)

Gruß,
Hendi

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