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Forum: FPGA, VHDL & Co. Stromverbrauch <1mA machbar?


Autor: thomas (Gast)
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Hallo,

um ein selbstgebautes 13,56MHz RFID-Tag passiv zu betreiben habe ich 
maximal etwa 3mA bei ca 4 Volt zu Verfügung.
Um möglichst wenig Strom zu verbrauchen würde ich gerne die Modulation 
und Demodulation von einem FPGA oder CPLD übernehmen lassen. Ein 
(niedriger getakteter) uC sollte die demodulierten Daten letztendlich 
verarbeiten.
Sende- und Empfangsbuffer sollten 256 byte groß sein.
Ansonsten ist das Protokoll relativ unkompliziert. Genauere Angaben kann 
ich hier leider nicht machen.

Jetzt zur Frage kann man so eine simple Schaltung mit einem FPGA oder 
CPLD hinkriegen und dabei weniger als 1mA Strom ziehen.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> Jetzt zur Frage kann man so eine simple Schaltung mit einem FPGA oder
> CPLD hinkriegen und dabei weniger als 1mA Strom ziehen.
FPGA: Sehr unwahrscheinlich.
CPLD: Es kommt darauf an, was man daraus macht (Taktfrequenz)
Beitrag "Re: [S] kleines CPLD, wenig Stromverbrauch, 5V"

Autor: thomas (Gast)
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Danke, das Thema kannte ich schon, hab aber dort keine konkrete Angaben 
zum Stromverbrauch gefunden.

Die höchste Frequenz tritt beim Modulieren auf und entspricht der halben 
Trägerfrequenz, also aufgerudet 7MHz. Wiegroß der interne Takt des 
FPGAs/CLPSs dafür sein müsste kann ich sagen, dazu fehlt mir die 
Erfahrung. Aber mehr als sagen wir mal die doppelte Trägerfrequenz werd 
ich wohl hoffentlich nicht benötigen, dass wären dann etwa 27MHz.

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Autor: Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite
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thomas schrieb:
> Hallo,
>
> um ein selbstgebautes 13,56MHz RFID-Tag passiv zu betreiben habe ich
> maximal etwa 3mA bei ca 4 Volt zu Verfügung.
> Um möglichst wenig Strom zu verbrauchen würde ich gerne die Modulation
> und Demodulation von einem FPGA oder CPLD übernehmen lassen. Ein

...

>
> Jetzt zur Frage kann man so eine simple Schaltung mit einem FPGA oder
> CPLD hinkriegen und dabei weniger als 1mA Strom ziehen.

Für diesen thread:
Beitrag "lauftzeit von fpga an 2x AA (2x mignon mit je 2000mAh)"
hab ich einen 8 bit uC an 50 MHz in einem 2000 Spartan3 durch X-Power 
analysiweren lassen. Lt. diesem Tool liegt bereits der Ruhestrom an 
Vccint und Vccaux bei a 10 mA. Check mal die FPGA-Datenblätter, ob da 
bei irgendeinem etwas bei quiescent current mit deutlich kleiner 12 mW 
steht. Ich vermute, alle FPGA's verbrauchen zuviel, vielleicht wirst Du 
ja bei einer CPLD (Xilinx Coolrunner II) fündig.
MfG

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

>um ein selbstgebautes 13,56MHz RFID-Tag passiv zu betreiben habe ich

>Jetzt zur Frage kann man so eine simple Schaltung mit einem FPGA oder
>CPLD hinkriegen und dabei weniger als 1mA Strom ziehen.

Warum FPGA? Je nach Modulation kann man das rein passiv demodulieren, 
und das mit deutlich unter 1mA.

MFG
Falk

Autor: thomas (Gast)
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@Lothar:
Danke für die Links. Die Altera sehen schon mal sehr interessant aus.

@Kuechle:
Ja ich denke das kann ich vergessn. Bei den CPLDS schauts ein wenig 
besser aus

@Falk:
Du meinst rein in Software? So haben wirs im Moment. Beim Demodulieren 
könnte man auch mit deutlich weniger als der Trägerfrequenz arbeiten nur 
beim Modulieren spielt sich das nicht. Bestimmte Sequenzen müssen da mit 
der halben Trägerfrequenz moduliert werden. Man könnte nun diesen 
speziellen Teil leicht von einfachen Logikgliedern übernehmen lassen, 
aber wir wollen ja flexibel bleiben und mehrere Protokolle unterstützen.

Ich dachte halt den simplen Teil der Demodulation bzw Modulation könnte 
ein eigenes Stück Hardware effizienter durchführen. Scheint aber leider 
auch nicht so leicht zu sein.

mfg Thomas

Autor: Matthias Keller (mkeller)
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Ich glaub unter den Verbrauch der Softwarelösung kommst du kaum, wenn du 
den µC trotzdem noch brauchst...

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

>Du meinst rein in Software? So haben wirs im Moment.

Nöö, PASSIV! Old School analog. Diode, Widerstände, Kondensatoren.

>aber wir wollen ja flexibel bleiben und mehrere Protokolle unterstützen.

Die eierlegende Wollmilchsau ist teuer und frisst Strom.

>Ich dachte halt den simplen Teil der Demodulation bzw Modulation könnte
>ein eigenes Stück Hardware effizienter durchführen.

Sicher, dass muss aber nicht zwingend volldigital sein. Wenn gleich dann 
leichter intergierbar wäre.

MfG
Falk

Autor: thomas (Gast)
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Ein passives Frontend haben wir sowieso, aber irgendein elektronisches 
Teil muss ja schließlich das Sampling übernehmen.

Naja war ja auch nur mal eine Idee. Wir werden jetzt mal ein wenig mit 
den XMega's experimentieren. Laut Datenblatt könnte man den ja mit ca 
4mA und 2V mit der Trägerfrequenz laufen lassen. Da geht sich eine 
passiv Versorgung, je nach Reader, vielleicht grad noch aus.

Autor: KA (Gast)
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Hallo,

Ich weiß nicht genau ob der Hinweis hier irgendwann schon kam, aber für 
eine FPGA Lösung käme doch evtl. auch eines von Actel in Frage: 
http://www.actel.com/products/iglooseries/default.aspx . Ich denke 
gerade für low power Anwendungen ist Actel eine echte Alternative zu den 
beiden anderen großen Herstellern.

Gruß

Autor: thomas (Gast)
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Ja schaun gut aus, aber sind wohl auch eher was für große Stückzahlen.

Danke für die Antworten, aber momentan bleibts mal bei der 
Softwarelösung, dafür aber mit einem etwas moderneren uC.

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