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Forum: FPGA, VHDL & Co. Suche Mitwirkende für Universal-FPGA board


Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Ich suche Mitsttreiter, die mit mir eine universelles Multi-FPGA board 
bauen möchten. Das Ziel ist eine leistungsfähige 
Signalverarbeitungsplattform mit Erweitungungsmöglichkeit im 
Bastelbereich.

Motivation:

- die gängigen boards sind zu schwach ausgebaut
- die meisten professionellen boards sind für uns overdesigned
- viele nicht mit den freien Tools programmierbar
- schlecht zu erweitern
- keine Designunterlagen, wenn man es mal weiterbauen will
- nicht bastelfreundlich

Daher folgende Anforderungsliste

1. Modular aufgebaut und skalierbar! Ich möchte ein Huckpacksystem, wo 
man mehrere gleich aufgebaute FPGA-boards hintereinanderschalten kann 
und sofort einen BUS hat. Das erhöht die Zahl gleicher Platinen und 
senkt die Kosten

2. Standardstecker im Lochtrasterformat: Jeder soll darauf aufbauend 
seine eignen Entwicklungen draufsetzen können. Dazu braucht es 2,54 er 
Raster.

3. Maximale / optimierte FPGA Power! Ich will mindestens 3/4 FPGAs auf 
einem board, um eine vernüftige Leistung hinzubekommen. Aber es müssen 
"kleine", d.h. frei programmierbare FPGAs sind! Das ist zwar auf den 
ersten Blick ineffizient 4 kleine statt eines großen, aber nur so können 
wir die freien Tools verwenden und bekommen pro Platine auch etwas 
Platz. Und nur, wenn mehrere FPGAs auf einem Board sitzen lassen sie 
sich breit verschalten und man hat ein flexibles System

5. Kein UC drauf! Wir bauen alles mit Picoblaze oder NIOS.

6. Neben dem universellen kaskadierbaren FPGA-boward gibt es ein oder 
zwei verschiedene IO-boards für den Anfang mit zumindest folgenden 
Anschluessen: 1x COM Seriell, 1x VGA, 2x SPDIF in, 2x SPDIF out, 1x 
DISPLAY. An Ausgaben braucht es eigentlich nicht viel mehr, weil man 
jederzeit 1 FPGA zu einer VGA Karte machen kann und allesmögliche 
draufklotzen kann. Auch diese Boards müssen kaskadierbar sein.

7. Jedes FPGA Board besitzt ein eigenes Plattformflash zum laden der 
Images. Gedacht ist der Bus es so, daß alle Kaskadensteckerpins auf 
FPGA/IOs gehen und die gesamte Verschaltung statisch oder dynamisch 
einprogrammiert wird. Damit sind lineare, sternförmige und bus-systeme 
möglich.

8. Alle Unterlagen werden den Mitwirkenden zugänglich gemacht. BRD 
möchte ich in EAGLE bauen, weil das viele haben und nutzen.

...........................


Fragen:

1. Wer macht mit? Wenn ich in 1 Wo genug Interessenten habe, mache ich 
ein Projekt mit Webseite und WIKI auf. Als kleinen Anreiz : Ich habe 
schonmal so eine Plattform gebaut und auch VHDL entworfen, das 
Schaltungen in eine Matrix einskalieren kann :-)

2. Welches FPGA hat den derzeit besten Kostenworkungsgrad?  Wir brauchen 
eines mit einer chain, die mit einem einzigen Flash läuft. Laut Xilinx 
S3A SPEC gehen da 4, real wohl 6 ohne Bustreiber. Bei Altera weiss ich 
kein Beispiel auswendig. Vorschlag meinerseits: Entweder Spartan 3A DSP 
oder Cyclone III. Altera wäre mir wegen Signaltap lieber. (?)

3. Welche Anforderungen würdet ihr gerne noch sehen?

4, Welche Boards und wieivle würder ihr haben wollen?

Gedacht sind mindestes eine Abnahmemenge von 3-4 FPGA Boards pro Mann. 
Dann kommen wir auch in einen sinnvollen Kostenrahmen. Ich würde auch 
den "Vertrieb" übernehmen.

Was ich bauen will, braucht z.B. mehrere Analog-IO Boards, weil ich 
mehrere VGAs haben will und auch mehrere Serielle ports.

Autor: Morin (Gast)
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Okay, ein paar Ideen, ohne mich gleich als Teilnehmer melden zu wollen:

> 1. Modular aufgebaut und skalierbar! [...]

Die Idee ist schon Älter, gute Umsetzungen kenne ich aber noch keine. 
Wäre definitiv cool. Mach dir am besten gleich schonmal Gedanken über 
eine standardisierte Schnittstelle und über die Stromversorgung. 
Verkabelungsaufwand sollte sich in Grenzen halten.

> 2. Standardstecker im Lochtrasterformat: [...]

Wenn du es sagst... damit kenne ich mich nicht aus, ich mache nur 
"soft-Hardware" :)

> 3. Maximale / optimierte FPGA Power! Ich will mindestens 3/4 FPGAs [...]

Was genau meinst du damit, dass "freie Tools" verwendet werden dürfen? 
Wenn es dir darum geht, dass die kostenlosen Versionen der Tools nur 
FPGAs bis zu einer bestimmten Gate-Zahl unterstützen, dann lass dir 
gesagt sein: Mit den Zahlen, die unterstützt werden, kann man schon 
einiges anfangen. Wenn du davon 3-4 auf jedes Board bringen willst, dann 
könnte es recht schnell zu teuer werden.

> 4.

Wird gestrichen um Kosten zu sparen :)

> 5. Kein UC drauf! Wir bauen alles mit Picoblaze oder NIOS.

Sehe ich genauso.

> 6. Neben dem universellen kaskadierbaren FPGA-boward gibt es ein oder
zwei verschiedene IO-boards [...]

PS/2, USB, Ethernet, *ATA, ... die meisten Demoboards, die ich bei 
meiner damaligen Internet-Recherche gefunden habe, habe ich sofort 
wieder weg geklickt, weil sie nur langweile Features hatten.

Die Demoboards könnten je nach Ausstattung selbst einen FPGA als 
I/O-Subprozessor drauf haben.

> Auch diese Boards müssen kaskadierbar sein.

Wie meinst du das jetzt genau?

> 7. Jedes FPGA Board besitzt ein eigenes Plattformflash [...]

Das wird auf jeden Fall teurer und lässt sich evtl. vermeiden, wenn du 
stattdessen ein zentrales Flash baust (z.B. als eigenes Modul) und beim 
Hochfahren über den Bus konfigurierst. Wie auch immer das gehen könnte, 
aber als einfachste Lösung könnte der Bus z.B. eine JTAG-Chain bilden.

> 8. Alle Unterlagen werden den Mitwirkenden zugänglich gemacht.

Das ist definitiv ein großes Plus für den Benutzer. Falls du im 
Hinterkopf hast, die Dinger zu vermarkten, solltest du das auf jeden 
Fall mit anpreisen.

> BRD möchte ich in EAGLE bauen, weil das viele haben und nutzen.

Kann ich wieder wenig zu sagen, weil ich vom anderen Fach bin :)

> 1. Wer macht mit? Wenn ich in 1 Wo genug Interessenten habe, mache ich
> ein Projekt mit Webseite und WIKI auf. Als kleinen Anreiz : Ich habe
> schonmal so eine Plattform gebaut und auch VHDL entworfen, das
> Schaltungen in eine Matrix einskalieren kann :-)

Zeit, Zeit, Zeit! Davon habe ich wenig. Da ich Grundsätzlich schon 
"mein" Eval-Board gefunden habe, bin ich auch weniger an den 
Hauptmodulen als an bestimmten I/O-Modulen mit FPGA drauf interessiert. 
Vielleicht kommen wir da auf Ideen, die uns beiden nutzen.

> 2. Welches FPGA hat den derzeit besten Kostenworkungsgrad?

Wenn du dabei bleibst, dass auf jedem Board ein Flash sein soll, evtl. 
Spartan 3AN (integrierter Flash). Davon abgesehen kommt hier meine 
zweite große Einschränkung: Durch meine Wahl eines Eval-Boards bin ich 
fest mit Xilinx verheiratet. Für ein I/O-Submodul noch mal Altera-kram 
zum laufen zu bringen sprengt meine Zeit :/

> 3. Welche Anforderungen würdet ihr gerne noch sehen?

Grundsätzlich wäre es cool, wenn die Erweiterungsmodule eine 
"Standard-Konfiguration" hätten, mit der man schon mal einiges machen 
kann. Also keine reine Demo-Konfig, sondern auf einem Modul mit VGA-Port 
zum Beispiel ein Character-Display. Dann könnte man die Erweiterungen an 
sein eigenes Hauptmodul pluggen, und schon mal damit loslegen, ohne 
gleich ein zweites Hardwaredesign schreiben zu müssen.  Man steuert 
statt dessen per Software und über den Bus die Standard-Konfig an.

Ansonsten gilt wie oben schon erwähnt: Sei nicht zu kleinlich. Es gibt 
schon genug kleine Boards mit nur langweiligen I/Os, und es gibt auch 
genug Raketen-Boards mit langweiligen I/Os.

(Wobei ich auch einsehen muss: Wenn du reinen DSP-Kram vorhast, wirst du 
I/Os brauchen, die ich als "langweilig" ansehe...)

> 4, Welche Boards und wieivle würder ihr haben wollen?

Bestimmte, uns beiden nützliche Erweiterungsboards im Rahmen 1-5. Keine 
der Hauptmodule.

Beispiel für ein solches wäre ein Basisboard für Grafik: VGA-Port, DAC 
je Farbkanal mit min. 3 Bit (R2R möglich, macht mein jetziges Board auch 
so) und massig parallel angebundenes SRAM. Wenn du sowas eher weniger 
gebrauchen kannst dann kann ich leider nur mit Ideen dienen :)

Autor: clever und smart (Gast)
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Ich habe den Eindruck, das dein konzept nicht ganz durchdacht ist.
Es soll eine Bastlerfreundliche Lösung werden. Aus dem Grund fürd ich 
das konzept einfach halten und nicht mehr als einen FPGA verbauen. Damit 
hat der Durchschnittbastler schon wirklich genug zu tun.

> 1x COM Seriell, 1x VGA, 2x SPDIF in, 2x SPDIF out, 1x DISPLAY
Ich würd jede Schnittstelle einzeln als kleine Erweiterungskarte 
ausführen.
Dadurch hat dann jeder genau das was er will und keinen unnötigen 
Schnickschnack.

Wie hast du dir das denn mit dem Bussystem und der Stapelbarkeit gedacht 
?

Autor: TheMason (Gast)
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@engineer

An und für sich ne gute Idee, aber ich denke das ganze ist zu teuer.
Ich habe in dem Audio-Thread hier im FPGA und im Markt-Forum schonmal 
nachgefragt ob interesse an so einer Platform besteht, aber es hält sich 
leider in Grenzen. Ok, zugegebenermaßen hab ich noch keinen genauen 
Preis kalkuliert, aber selbst 1 FPGA mit RAM+uC+div Schnittstellen usw. 
liegt schon bei 100-150€ reinen Materialkosten (je nach Stückzahl vllt 
auch unter 100€, aber glaub ich weniger), und ich denke das ist den 
meisten einfach zu teuer.
Dein Konzept ist von der Idee her ganz gut, selbst wenn ich lieber einen 
uC drauf hab damit man direkt "loslegen" kann, bzw es man zum testen was 
einfacher hat, aber das ist Geschmackssache.
Werde die Entwicklung mal weiter mitverfolgen.

Autor: Martin Geisse (Firma: Leckermittag.de) (morin)
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> aber selbst 1 FPGA mit RAM+uC+div Schnittstellen usw.
> liegt schon bei 100-150€ reinen Materialkosten (je nach Stückzahl vllt
> auch unter 100€, aber glaub ich weniger), und ich denke das ist den
> meisten einfach zu teuer.

Das ist definitiv viel zu teuer. Der Vorteil von dem modularen System 
soll ja gerade sein, dass man den Kram, den man nicht braucht, auch 
nicht mitkaufen muss. Bei 100 Euro pro Modul hätte ich bei 2 Modulen 
schon die Kosten für ein "normales" Eval-Board, bei viel weniger 
Features.

Wir müssten das extrem viel billiger hinbekommen. Das heißt:
- Keine Spielereien, die nur wenig bis nichts bringen. Ich denke da z.B. 
an den zentralisierten Flash, mit dem sollte man einiges sparen können.
- Nur einen FPGA (wenn überhaupt einen) pro Modul, und den in moderater 
Größe und mit wenig Pins (eben soviele, wie für das Modul benötigt 
werden). Das gute daran ist, dass man mit Zusatzmodulen soviele Gates 
und Pins mit dazukauft wie nötig.
- Nicht einen, sondern mehrere Busstandards für die Modulverbindungen. 
Wenn möglich natürlich so kompatibel wie es geht. Dann könnten einfache 
I/O-Module mit weniger Verbindungen auskommen -> Kosten gespart.
- LEDs, Schalter, Pushbuttons usw. nur soweit absolut nötig (z.B. 
Power/Reset), ansonsten nur auf Zusatzmodulen. Wir wollen nicht das 10. 
Board erfinden, mit dem man gut Lauflichter bauen kann.
- Wenn wir durch Verwendung von "echten" uCs Kosten sparen können, 
sollten wir das trotz allem überlegen. Entweder als frei programmierbare 
uC oders als Hilfsprozessoren, die halbwegs unsichtbar für den Benutzer 
bleiben.

Ansonsten könnte man natürlich immer noch einen hohen Preis durch 
entsprechende Features rechtfertigen (die Apple-Taktik sozusagen). Da 
müssten wir uns aber verdammt ranhalten, um etwas zu erfinden, was 
andere Eval-Boards nicht können.

Autor: Christian R. (supachris)
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Der Flash sollte ja wohl kaum ins Gewicht fallen. Alle Spartan 3 zum 
Beispiel lassen sich aus einem normalen SPI Flash (Atmel DataFlash) 
booten, der kostet nicht mal 1€. Aber das FPGA und vor allem die 
Multilayer-Platine werden wohl die größten Kostenfaktoren sein. Wenn man 
von den größten mit der kostenlosen ISE zu programmierenden Xilinx 
Bausteinen ausgeht, kommt man bei den kleinen Stückzahlen schnell auf 
ansehnliche Preise (Spartan 3e 1200 für ca. 60 USD). Dazu die min. 
4-lagige Platine für den BGA....naja...

Autor: Sven H. (nobody1984)
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Hallo

Ich verstehe gerade nicht so richtig, warum man auf einem kaskadierbaren 
Board noch mehrere FPGAs benötigt? Wenn jemand mehr als ein FPGA 
benötigt kann er doch einfach mehrere Boards aufeinanderstecken. Oder 
habe ich das mit der Kaskadierung missverstanden?

Grundsätzlich bin ich ja auch ein Freund von Eigenbaulösungen. Als ich 
den Einstieg in die PLD-Welt gemacht habe, wollte ich mir auch ein 
Low-Cost-Board selbst stricken, weil mir das Altera DE2 (mit dem ich in 
der Uni arbeite) zu teuer und zu überdimensioniert war. Bin dann aber 
auf das Altera DE0 Board gestoßen, welches preislich meiner Meinung nach 
TOP ist! (akademische Sammelbestellungen 59$ / akademische 
Einzelbestellung 79$ / kommerziell 119$)
Daher werde ich mir wohl dieses demnächst mal ordern. Evtl könnte man ja 
auch eine Sammelbestellung starten um bei den Versandkosten zu sparen.

Die Dinger haben auch zwei 40 pol. Wannenstecker mit denen man sicher 
auch ein, zwei Boards verbinden könnte! ...oder auch zustäzliche 
Hardware-Erweiterungen!

Die Dokumentation des DE2-Boards finde ich eigentlich recht gut. Ich 
konnte es zumindest problemlos mit eigener Hardware erweitern. z.B. habe 
ich für das DE2-Board ein Toslink-SPDIF-Interface als Platine zum 
Aufstecken.
Ich gehe gerade mal davon aus das die Doku des DE0 ähnlich gut sein 
wird.

Die auf dem DE2/DE0 Board verbauten Cyclones lassen sich problemlos mit 
der kostenlosen Quartus II WebEdition programmieren.

Anmerkung:
Ich will weder Werbung für die Altera-Boards machen, noch jemanden davon 
abhalten ein eigenes Board zu bauen. Ich bin jedoch davon überzeugt, 
dass dieses Board alles hat was man braucht (vielleicht sogar ein 
bisschen mehr) und das zu einem Preis für den man es nicht selbst bauen 
kann (habe es selber versucht). Würde mich aber sehr gern eines besseren 
belehren lassen :)

Wünsche ein bastelreiches Wochenende!

Autor: Kest (Gast)
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Oben wurde ja schon sehr viel geschrieben.

Wieso will man noch basteln wenn es DE0 von Altera schon für 100,- gibt? 
;-) Ja ja, ist schon klar, alle wollen mal eigenes Board machen :-)

Bei diesem Vorhaben beißt sich vieles, z.B.: bastelfreudig - mehere 
FPGAs auf dem Board. Da setze ich doch gleich großes FPGA drauf, wieso 
nicht? Da wird niemand sich mit der Konfiguration der einzelnen Board 
beschäftigen!
Also nur ein FPGA + Config-Speicher.

"Stackeble" ist zwar eine tolle Idee, kann aber nur von einem kommen, 
der nie oder selten komplexe Boards entwickelt hat. Was ist mit der 
Stromversorgung? Für die Interkommunikation werden Pins verbraten und 
und und... Und wenn man einen TQFP nimmt, dann bleiben vielleicht 3 
übrig -- das reicht vielleicht für SPI nach draußen -- nee, danke ;-) 
Also muss man zwangsläufig BGA nehmen. Das führt zu einer teuerern 
Platine. Was soll ich aber mit einem BGA/FPGA, wenn es nur über 2,5mm 
Stifteleiste verbunden wird? Ich will auch SDRAM, ich will DDR Ram, ich 
will DDR2 Ram... Eins führt zum anderen und im Endeffekt steht man da 
mit einem Board, welches alles und nichts kann. Dann braucht man 
zusätzliche Boards, um überhauüpt was zu sehen -- für Anfänger 
ungeignet.

Ich besitze viele DevKits, habe viele Boards gesehen und evaluiert, noch 
mehr habe ich entworfen und mein Fazit: seh' Dir DE0/DE1 von Altera an. 
Also preiswerter und vollständiger kann kein Board werden, glaub mir. Es 
sei dem, Du fertigst mindestens 100 Stück oder so. Von Xilinx wird es 
auch Ähnliches geben! Wie Mason oben geschrieben hat -- unter 100 Euro 
kannst Du auf jeden Fall alles vergessen!

Ich habe hier ein einfaches Board kalkuliert (ADAT/SPDIF, Cylcone 3-16, 
SDRAM,...) und ohne Leiterplatte sind es schon knapp 70 Euro. Und das 
Ganze ohne Bestückung :-/

Das ganze ist nur meine Meinung und ich werde sehr gerne helfen, wenn es 
Fragen gibt.

Nichts für Ungut,


Kest

Autor: Markus (Gast)
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Hast du dich überhaupt mit FPGA-Boards befasst?

>- die gängigen boards sind zu schwach ausgebaut
>- die meisten professionellen boards sind für uns overdesigned

und

> Ich suche Mitsttreiter, die mit mir eine universelles Multi-FPGA board
> bauen möchten. Das Ziel ist eine leistungsfähige
> Signalverarbeitungsplattform mit Erweitungungsmöglichkeit im
> Bastelbereich.

ist doch total widersprüchlich ... Du willst ein overdesign-tes 
FPGA-board ...

>- viele nicht mit den freien Tools programmierbar

Xilinx und Altera sind mit freien Tools programmierbar

>- schlecht zu erweitern

Jedes Board hat in der Regel Erweiterungsmöglichkeiten in Form von 
Stiftleisten ...

>- keine Designunterlagen, wenn man es mal weiterbauen will

Gibts bei fast jedem Board ...

>- nicht bastelfreundlich

Siehe Stiftleisten ...

Informier dich mal, was es alles gibt ...

Grüße,
Markus

Autor: Antti Lukats (xilant)
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[]
>>- nicht bastelfreundlich
>
> Siehe Stiftleisten ...
>
> Informier dich mal, was es alles gibt ...
>
> Grüße,
> Markus

Markus,

hat der OP doch recht leider, zB alle neue Xilinx platinen
kommen mit FMC stecker, keine stiftleisten mehr oder zuganglichen
stecker. Habe grade den FMC standard gekauft, klar kostet nur
100$ aber ist doch schwachsinn das man einen "geheimein" standard
benutzt - du kansst zwar Xilinx platinen kaufen, aber der standard
fur die tochter platine ist kostenpflichtig.

das "bastelfreundlich" geht bei FPGA hersteller schnell runter

Antti

Autor: Christian R. (supachris)
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Kostenpflichtig? Was steht denn da noch drin? Im Schaltplan z.B. des 
SP601 oder auch ML605 ist doch drin, wie der FMC Stecker belegt ist. Das 
blöde an dem ist, den kann man ohne Schablone und Paste nicht löten. Wir 
haben dann das FMC Debug Board gekauft und fertig is. Übrigens gibts da 
auch den Schaltplan dazu.

Autor: Antti Lukats (xilant)
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Christian R. schrieb:
> Kostenpflichtig? Was steht denn da noch drin? Im Schaltplan z.B. des
> SP601 oder auch ML605 ist doch drin, wie der FMC Stecker belegt ist. Das
> blöde an dem ist, den kann man ohne Schablone und Paste nicht löten. Wir
> haben dann das FMC Debug Board gekauft und fertig is. Übrigens gibts da
> auch den Schaltplan dazu.

tjah alles was im standard drinne ist kann man aus dem schaltplan
nicht rauslesen.

ich habe noch nicht alles uberpruft, aber es sieht so aus als
waren alle Xilinx FMC platinen NICHT komform zu FMC standard :)


Antti

Autor: Tom Nachdenk (tom-nachdenk)
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Mal so ein paar Punkte die mir da einfallen:

Die Idee gefällt mir,aber:

1) warum ein Huckepacksystem und keine Bus/Trägerplatine mit SIMM oder 
SDRAM Fassungen und PCI und PCI Expressschnittstelle via Gennum Bridge 
'unten' und oben über die ganze Breite diverse Pfostenleisten in 
verschiedener Breite für Pegelwandler/AD(DA Baugruppen etc. Gerade eine 
Latenzarme PC-Schnittstelle ist bei den Kaufboards ein Feature was sich 
die Hersteller sehr gut bezahlen lassen.

2) Prinzipiell richtig, aber wie sieht es da mit den Taktfrequenzen aus, 
gerade wenn der Bus etwas 'länger' ist. Bei 'vielen' Pins brauchen diese 
Steckverbinder ordentlich Platz

3)mit den freien Versionen sind schon recht ordentlich große FPGA zu 
konfigurieren. Hier wäre zu prüfen ob ein relativ großes FPGA (unter der 
Prämisse der freien Programmierbarkeit) nicht günstiger ist, mehrere 
Gehäuse brauchen wieder mehr Platz, der mit SDRAM/DDR (2)-RAM in meinen
Augen deutlich sinnvoller genutzt wird.

5)fände ich schade, nicht jeder mag nun unbedingt alle möglichen 
Schnittstellen als Softmakro im FPGA implementieren und dann mit in der 
Summe vermutlich kostenintensiveren Phy Baugruppen selbst realisieren.

6)üblicher FPGA-Board Beifang PS/2, Seriell, LED-Anzeigen, Taster, 16x2 
LCD sin vermutlich nicht das Problem, das dürften hier die meisten auch 
noch selbst auf Lochraster oder einseitiger Platine hinbekommen. 
Kritischer sind da eher Sachen die höhere Frequenzen brauchen, 
AD-Wandler für Eigenbau-digitaloszilloskope oder SDR, höherwertige 
VGA-Ausgabe, enbindungen diverser PHYs ...

7) kannst Du das mal genauer darstellen wie Du das mit der Verschaltung 
zwischen den Boards meinst? Wenn die Pins alle durchgehen dann gibt es 
doch ausser eine mBus nicht viel, wenn man mal davon absieht das es 
natürlich denkbar wäre einen großteil der Pins pro Board inaktiv zu 
lassen.

8) Warum nicht Kicad? Ich habe zwar Eagle auch installiert und habe auch 
mal kurz eine temporäre Lizenz für 4 Lagen beantragt, aber da das Format 
auf  80x100 begrenzt bleibt ist der Nutzwert da für mich begrenzt. Ich 
gehe mal davon aus das das Univarsalboard mit 4 FPGA darauf und jeder 
Menge Pfostensteckern da sehr eng wird. Und wenn das Board größer ist 
kann ich die Dateien dann nicht mehr editieren womit ich genausogut auch 
mit jedem Professionellen EDA-System für das es kostenfreie Viewer gibt 
'klarkommen' bzw. gäbe es da ja dann für die Schaltpläne noch PDF und 
für das Layout Gerber ...

und jetzt noch zu 4: ist das nicht ein bischen früh, über Abnahmemengen 
zu diskutieren, ohne das da nun halbwegs konkret die technischen Daten 
und Preise feststehen? Wenn es darum geht nur ein paar FPGA 
zusammenzuhäkeln kann 'man' ja auch auf ebay in China ordern und die 
mittels Flachbandhäkelei verschalten.

Wenn Du sowas schon mal gemacht hast, könntest Du da vielleicht ein 
bischen mehr drüber erzählen. Der VHDL-Framework klingt spannend, eine 
Multi-FPGA-Plattform deren Name ich hier ausdrücklich nicht nennen 
möchte hat an der Stelle ja 'nur' die Lösung entwickelt das mehrere 
Identische FPGA an einem BUS hängen und von einem Master angesprochen 
werden.

Autor: Antti Lukats (xilant)
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Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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Antti Lukats schrieb:
> http://en.qi-hardware.com/wiki/Milkymist_One_RC1_P...
>
> das ist nicht gut genug?


Ich wusste noch gar nicht, dass Mikymist an einem eigenen Board dran 
ist.

Die Fotos schauen sehr gut aus. Da ist schon eine Menge dran Damit hat 
man auch erst einmal zu tun, um alles zum Laufen zu bekommen.

René

Autor: Clever und Smart (Gast)
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Jungs ist euch eigentlich noch nicht aufgefallen, das der 
Threadersteller gar nicht mehr an der Diskusion teil nimmt ? War wohl 
nur eine Eintagsfliege

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Ich hatte am WE kein Internet, daher erst jetzt die Antwort

Ich will nicht auf jeden einzelnen eingehen, aber einige haben offenbar 
meinen Text nicht richtig gelesen.

Es geht NICHT darum, möglichst billig zu bauen. Billige boards gibt es 
wie Sand am Meer. Ich will Leistung. Es gibt entsprechende Systeme, aber 
das sind Einzellösungen und entsprechend teuer. Da ist Selbstbau auch 
nicht viel schlechter, man hat aber genau, was man braucht. Zudem nutzen 
diese allesamt FPGAs, die mit den freien Tools nicht nutzbar sind.

Mehrere FPGAs statt eines großen müssen es deshalb sein, weil der 
"Grosse" nicht mit den freien Tools progrmamierbar ist.

Mehrere FPGAs auf einem Board müssen es sein, damit man flächig mit 
hohen Datenraten in das andere FPGA reinkommt und nicht durch Stecker 
und große Distanzen limitiert wird.

Eine Partitionierung von FPGA-funktionen auf mehrere FPGAs ist selbst 
manuell ein Kinderspiel, wenn man genug Leitungen und Bandreite hat.

Mir geht es darum, die Dinge zu implementieren, die auf den vielen 
Evalboards fehlen: Massiv Rechenpower und Spezialschnittstellen. PC, 
COM, LCD, LED und diese Sachen habe ich nicht sonderlich im Auge, da sie 
sich über ein EXtra-Board anflanschen lassen. Wenn man z.B. ein 
S3E-board nmmt und über Kabel an ein solches System anschließt, hat man 
alles, was man braucht.

Was man überlegen könnte, wäre ein Standardformatstecker aufzusetzen, wo 
third-Party-boards reinpassen. Dann kann man ein Data-ACQ-System kaufen 
und hat gleich richtig Wandler.

Ich persönlich beabsichtige, ein Board zu bauen, das über HI-Q-Audio 
Eingänge verfügt und damit meine ich nicht irgendwleche AC97-chips.

Worüber man natürlich nachdenken muss, ist EAGLE. Die meisten werden nur 
die Schmalspurversion haben, das ist richtig. Kicad? Habe ich mir mal 
angesehen. Das müsste diskutiert werden.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Speziell an KEST:

Es geht nicht um kostenoptimierte Kleinlösungen < $500,- - die kaufe 
ich.
Es geht um richtig Rechenpower, wo man ganze Funktionen reinladen kann. 
Wenn Du mal größere Apps gemacht hast, wirst Du wissen, wie schnell 
selbst dicke FPGAs voll sind. Damit scheiden alle 1-FPGA-boards aus. 
Selbst die V5-Boards und S3GX-boards, die ich habe, sind da rasch 
verbraten und 5 von denen parallel schalten ist schwer und ineffektiv, 
da man auf jedem board zu viel overhead hat.

Ich denke, man kann/sollte EIN solches board als eine Art Master oder 
Schnittstelle zur PC-Welt nehmen, wenn man es braucht und sich beim Rest 
einzig auf Rechenleistung konzenrieren. Ich würde diesbezüglich aber ein 
sehr billiges board fokussieren, weil das jeder kaufen und programmieren 
kann.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Speziell an Nachdenk:

Die Verschaltung der FPGAs ist Matrix-förmig, wie auf den 
ASIC-Simulationsplattformen. Ich möchte möglichst gleich AUF EINEM board 
mehrere FPGAs haben, die über kurze Distanzen verknüpft sind, um Busse 
nicht über 50cm Kabel auf Nachbarboards führen zu müssen, wie oben 
vorgeschlagen.

Ich sehe mindestens mal 100 Leitungen in alle 4 Richtungen zum 
jeweiligen Nachbar-FPGA

In meinem Entwurf ist es so, daß in den FPGAs virtuelle Busse 
existieren, die die boundaries in das andere FPGA mappen und mit einem 
gewissen Delay all Ports der Nachbar-FPGAs zur Verfügung stellen. Das 
ganz läuaft auf ein neuronales Netz hinaus.

Die Synthese soll irgendwann mal automatisiert werden. Momentan habe ich 
ein halbautomatisches Konstrukt, daß mit "generate" skalierbare 
Matritzen erzeugt und diese automatisch über Busse verbindet. Aus der 
anderen Sicht werden dann die FPGAs "drübergezogen" und die sich so 
ergebende Struktur zerhackt und mit Bussen versehen. Das ganz geht über 
bedingte genereates der Intersektionen von einerseits der Struktur und 
andererseits der FPGA-Matrix. Die FPGA Matrix ist dann z.B. ein 
2x3-System (x 4 Platinen).

Das Ganze ist aber MEINE Applikation und nicht massgeblich für die 
Nutzung der Hardware durch andere. Für einen anderen Zweck beabsichtige 
ich z.B. vorhandene Audio-Signal-Module in das System zu laden. Momentan 
habe ich Sachen beieinander, die meine V4-Plattform locker 8x-10x 
füllen.

Autor: TheMason (Gast)
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@engineer

Mich würde mal interessieren was du mit den FPGAs machst das du 
Reihenweise die V5-FPGAs vollprügelst ?
Parallele HD-Bildbearbeitung mit eigenem Rechenwerk pro Pixel ?! Oder 
Faltungshall mit der "Kopf-durch-die-nächsten-2000-Wände"-Methode ?
Ich hab ja schon Mühe meinen 400'er mit Audio-Funktionen vollzustopfen 
(ok, Probleme nicht, aber mehr als nen 2000'er Spartan würd ich ertmal 
nicht brauchen, jedenfalls wäre nicht abzusehen was ich damit alles 
anstellen wollen würde/könnte, ganz zu schweigen davon wenn ich 4-8 von 
denen parallel hätte, sabber).

Autor: Kest (Gast)
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Ich fasse mal alles zusammen:

- mindestens 4 große FPGAs:  4 x Altera 3c55F720 (es müssen ja auch 
viele Pins dran sein) ergibt 4 x 150,- = 600,-

- 6-10 lagige Platine: 500,- (Prototypenbau, optimistisch geschätzt)

- DDR2/DDR Speicher: 10,- (wird von den freien Altera Tools nicht 
unterstützt)

Bei den Größenordnungen kann man sich die Tools sicher selber kaufen 
(2500,- für Quartus Subscription) Dann kann man auch größere FPGAs 
nehmen.

Irgendwie passt es nicht zusammen, sorry!

Erzähl doch mal, was Du mit Deiner Applikation genau vor hast. Viele 
Wege führen nach Rom. Ich bin sehr daran interessiert, weil 
Audio-Signalverarbeitung mich sehr interessiert und ich selber an einem 
ähnlichen Board arbeite.
Es ist einfacher das Board an die spezielle Anwendung anzupassen, als 
das Board allgemeingültig zu machen -- das spart Kosten, Zeit und 
Nerven.

Grüße,
Kest

p.s.: ich habe hier auch Applikationen, die nur in einen Stratix V mit 1 
Mio LE passen ;-) Dafür aber ein Board zu bauen wäre reiner Selbstmord.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Kest, ich habe bereits eine Plattform mit S2 und S3A gebaut und 
teilaufgebaut. Es geht um den den Ersatz von Studioequipment wie Mixer, 
DSPs und Synthesizer.

Das Problem dieser Geräte sind die Latenz und die 
"rechenzeitoptimierten" Algorithmen. 90% der Plugins und 70% der 
Hardware machen faule Kompromisse, was dazu führt, das nach wie vor 
gutes Analogequipment besser ist. Nimm mal eine Filterbank mit 
entsprechen hoher Auflösung in Zeit und Pegel, daß es nicht nur für 16 
Bit mit durchgeschlepptem letzten Bit und 44kHz taugt, sondern von vorn 
bis hinten aufs letzte ungerundete Bit inkl headroom stimmt. Wenn man da 
einigermassen sinnvoll arbeiten will, braucht man wenigstens 26 Bit an 
Auflösung und entsprechende Multiplikationen und damit DSP-Elemente im 
FPGA. Ich habe einen Terzbank-EQ fürs Mastering, der 4 Spartan FPGAs 
belegt (bei meinem System 2 boards). Der ist voll gepipilined und kann 
während der 192kHz gerade 6 Kanäle abarbeiten. (2x Group+Main). Dann 
habe ich einen 7B-EQ+Comp als Kanalzug, der ein komplettes board belegt.

Wenn ich das Zeug auf übliche Digitaltechnikauflösung a la "B." 
absprecke, brauche ich freilich nur einen Bruchteil. Aber das will ich 
nicht.

Ich habe mal ein Probelayout auf der Basis meines Spartansystem gemacht 
und denke, daß ich mit 4lagig auskomme. 700 Pins brauche ich nun auch 
wieder nicht. Der local Bus hat 64Bit, man würde auch mit 80-90 
Leitungen zwischen den FPGAs auskommen, denke ich. Macht dann 350 User 
IOs. Das wären dann auch nur 2 Stecker mit jeweils ca 80 Pins links und 
rechts am Board.

DDR brauche ich nicht. Das Blockram in den FPGAs reicht komplett für 
FIFOs und Register aus.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Nur nochmal zum Verständnis: Wenn man Analogqualität erreichen will, 
muss man extrem schnell werden, weil die einzelnen Kanäle praktisch 
parallel laufen müssen und alle Aktionen inklusive Loops bei 
Mehrfachnutzung einer Resource innerhalb eines Sample fertig sein 
müssen. Bei höherer Auflösung geht die Latenz der Schaltung hoch aber 
die Frequenz des FPGA in die Knie und man schafft sehr viel weniger 
Kanäle in derselben Zeit. Will man SENDs, Returns, Gruppen und Main 
sowie Kanalzüge mit demselben Modul fahren, muss das Signal praktisch 
mehrfach durch. Da muss man irgendwann die Architektur teilveroppeln.

Autor: Kest (Gast)
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Hallo J. S. (engineer),

jetzt wird mir einiges klarer :-)

Schaue Dir das mal an:

http://www.copacobana.org/index.html

Grüße,
Kest

Autor: Clever und Smart (Gast)
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Na wer kennt sie nicht, unsere alte Copacobana.

Also irgendwie gelingt es mir nicht deine Anforderungen unter einen Hut 
zu bekommen. Erstens kann ich deinen Bedarf an solch Immenser 
Rechenpower nicht nachvolziehen. Zweitens denk ich das du nur einen FPGA 
einsetzen solltest, vielleicht kannst du den aber durch einen DSP 
unterstützen.

Die von dir Angesprochenen Latenzprobleme kann ich bei einer 
Audioanwendung mit max 100 KHz erst recht nicht nachvolziehen. Selbst 
die kleinsten und Langsamsten FPGAs lachen darüber.

Dann versuchst du ein Universalboard auf die Beine zu stellen, wobei du 
eigentlich etwas ganz spezielles Benötigst.

Und zum Schluss denke ich, das sich der riesige Aufwand nicht lohnen 
wird.

Autor: Mine Fields (Gast)
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Clever und Smart schrieb:
> Dann versuchst du ein Universalboard auf die Beine zu stellen, wobei du
> eigentlich etwas ganz spezielles Benötigst.

Genau so sehe ich das auch. Das ist eine absolute Spezialanwendung und 
kein "Universalboard".

Kann es sein, dass der begrenzende Faktor nicht die Logik, sondern die 
Anzahl der vorhandenen Multiplizierer sind? Wenn ja, hast du schon 
einmal darüber nachgedacht, mit constant coefficient multipliern zu 
arbeiten? Damit könntest du sicherlich den einen oder anderen 
Multiplikationsblöcke sparen.

Autor: Thomas (Gast)
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Clever und Smart schrieb:
> Die von dir Angesprochenen Latenzprobleme kann ich bei einer
> Audioanwendung mit max 100 KHz erst recht nicht nachvolziehen. Selbst
> die kleinsten und Langsamsten FPGAs lachen darüber.

Wenn du mal einen z.B. 1024tap FIR-Filter (wegen linearer Phase, 
konstante Gruppenlaufzeit) in VHDL implementiert hast, und die 
FIR-Filter nicht alle parallel, sondern als MAC realisiert hast, dann 
würdest du schon verstehen, wo da die Limits sind.

Bei nur 48kHz Samplerate bräuchtest du dann schon einen Systemtakt von 
48MHz ... Bei 100kHz schon bei 100Mhz ... und 1024tap Filter sind noch 
nicht mal optimal, wenn man schmalbandige Filter mit guter Dämpfung 
haben möchte - erst recht nicht, wenn die Samplerate noch höher wird.

Man kann zwar das Ganze als oktavische Multirate-Filterbank 
implementieren, hat aber dafür andere Probleme ...

Das was der OP in den Sinn hat, geht wohl wirklich Richtung 
Studio-Qualität und Hightech ...

Allerdings geb ich den Leuten recht, die der Meinung sind, dass es sich 
bei dem vorgeschlagenen Projekt nicht mehr um ein Universal-Board 
handelt ...

Grüße,
Thomas

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Ich habe das durchaus optimiert, dessen darfst du sicher sein.

Und ich habe auch gechekct, ob ich mit einer reinen DSP- oder einer 
Mischplattform besser hinkomme.

Nein, tue ich nicht. Ich habe schon Mitte der 90er mit DSP-Plattformen 
gearbeitet, u.a. die 563xx in der Soundscape und Chameleon. Ich kann das 
abschätzen, was da rein muss.

Spezialanwendung ist es eben nicht, weil ich diese Plattform für ganz 
unterschiedliche Dinge nutzen will, u.a. für ein neuronale Netzé, wo die 
Strukturen eher parallel sind, statt seriell wie bei 
Signalverarbeitungen. Daher muss das Ganze flexibel sein,

> Die von dir Angesprochenen Latenzprobleme kann ich bei einer
> Audioanwendung mit max 100 KHz erst recht nicht nachvolziehen.

1. Der Studiostandard bewegt sich auf 192kHz zu.
2. Du brauchst für Stereo wenigstens 2 Kanäle und Surround 8. Da liegt 
man schon bei 1 MHz Datenrate. Wandle das mal seriell in einen AES / EBU 
- Bussignal. Das packen FPGAs locker, richtig, aber ein großartiger 
headroom ist da nicht mehr.

Gehen wir weiter: Verschiedene, unsynchronisierte Quellen im Studio 
kommen mit 96kHz x 2 x 24 = 5MHz daher und habe eigene minimal 
abweichende Taktfrequenzen, wenn es übel kommt. Wenn man die mit 
möglichst geringem Qualtitätsverlust bei gleichzeitg geringer Latenz 
entjittern will, braucht man eine möglichst geringe Granularität der 
Takt- bzw Datenfrequenz: Ein FPGA mit 192MHz Takfrequenz produziert da 
immerhin 96kHz/192 MHz = 0,5% je Datensample. Will man das senken, muss 
das Entjittern über mehrere Musiksamples verteilt werden, was die Fifos 
vergrößert und die Latenz erhöht. Die Alternative sind Chips mit einer 
eigenen PLL, aber die machen, was sie wollen: Entjittern so, daß es 
digital passt, aber induzieren Phasenfehler.

Ich arbeite da z.B. mit einer 4fach parallelen pipeline, die mit 
90,180,270er Clocks angetrieben werden und mir de facto fast 800MHz an 
Genauigkeit im FPGA machen. Ich rekonsturiere die Frequenz und 
entjittere das einkommende Signal sogar auf Taktebene, wenn es 
durchgeleitet wird.

Da brauchst du jedes MHZ, was das FPGA kann, ganz abgesehen davon, daß 
im Kontext der Audioverarbeitung einige sehr krumme Frequenzen 
auftauchen, die es allein schon schwer machen, mit nur einem Takt zu 
arbeiten. Wenn man es vernüftig machen will, braucht man mehrere 
Clock-Domainen mit auch wieder möglichst latenzarmer Synchronisation.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Thomas ist mit seinem Beitrag dazwischen geraten, danke aber für die 
Ausführungen. Ja die Filter an sich brauchen schon richtig Samplerate.

Aber nochmal zur Intention:

Es geht um eine universelles Board / System, das möglichst viel 
Rechenpower hat. Ich kann mir schon vorstellen, daß es da Anwender für 
gibt.

Die Copacopana habe ich schon im Internet erspäht, aber ich bin nicht so 
sicher, ob das das Richtige ist. Ich habe da auch schon mal ergebnislos 
angefragt, was Lieferbarkeit und Preise anbelangt.

Einen schönen Denkansatz für das Thema fand ich übrigens hier:
http://www.dt.e-technik.uni-dortmund.de/forschung/...

Allerdings haben die sehr mickrige FPGAs verbaut.

Autor: Kest (Gast)
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J. S. (engineer):

ok, es wird interessanter :-)
Ich muss zugeben, so richtig bin ich noch nicht durchgestiegen, was Du 
da machst, aber zumindest habe ich langsam eine Ahnung, wo Du mit dem 
FPGA Board hin möchtest.

Mein Gefühl sagt mir (und das wahrscheinlich nur weil ich nicht ganz 
verstanden habe, was Du vor hast), dass Du irgendwo einen Denkfehler 
hast.

Wenn Du einen Masterclock hast und eingehende digitale Daten, was willst 
Du die noch aufsynchronisieren? Ach, Du hast gar keinen Masterclock? Da 
sieht die Sache etwas anders aus. Du möchtest sozusagen aus einer 
Clockdomäne (eingehende Audiodaten (viele Spuren)) in eine 
"Masterclock"-Clockdomäne  überführen? Und das ohne FIFO?

Mein Ansatz (ich weis, dilettantisch ;-) aber als erster Versuch reicht 
es, sei es nur festzustellen, ob ich überhaupt kapiert habe, was du 
vorhast) wäre die Phase zwischen den Clocks festzustellen. Das kann man 
locker mit dem Counter machen. Wenn man die Phase kennt, kann man ja die 
Audiodaten interpolieren (hier brauchst Du dann Logik-Elemente um 
linear, cubisch, lanzchoz oder was es alles so gibt). Das Ding ist, ein 
Mal pro Sample zu interpolieren hast Du ewig Zeit, kommst also auch mit 
einem kleinen FPGA aus.

Oder bin ich auf dem falschen Dampfer?

Grüße,
Kest

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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>wäre die Phase zwischen den Clocks festzustellen
>Das kann man locker mit dem Counter machen.

Nein. Die Flanken kommen im MHz Bereich, das geht eben nicht beliebig 
genau. Ja, ich "messe" die Clockphase (genauer, die Datenpaketzahl und 
passe es soft mit einem Resamplingfilter an. Der dynamische Jitter 
allein ginge komplett im Fifo unter, das Problem sind aber 
unterschiedliche Raten. Nicht alle Quellen sind Masterclockfähig.

Aber das ist nur ein Problem von vielen.

Autor: TheMason (Gast)
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@engineer

Ich muß mal eben nachfragen, da ich ein wenig irritiert bin. Kann aber 
vllt auch daran liegen das ich (leider) nicht soviel mit 
(professioneller) Audio-Technik zu tun habe ...

Wenn ich mehrere Masterclocks habe, habe ich ja auch immer leicht 
unterschiedliche Sampleraten (mal 192030Hz, mal 191985Hz, mal 191920Hz).
Müssten die dann nicht über (jeweils) einen Sample-Rate-Konverter auf 
eine einheitliche Samplerate gebracht werden ? Und dann dazu auch eben 
die Master-Clocks, damit am Ende einheitlich im gesamten System mit 
einer Master-Clock gearbeitet wird ?
Zumindest ist es das was ich so verstanden habe als ich mal in den Genuß 
der Audio-Technik gekommen bin. Damals haben wir in der Firma die SRC's 
von Crystal (8420) verwendet, da diese von der Qualität her am besten 
waren. Aber auch eben schweineteuer und ziemlich empfindlich was die PLL 
anging. Und der Aufwand der in den Crystals getrieben worden ist ist 
schon recht ordentlich gewesen.
Wie machst du das in deinem System, oder hab ich den Ansatz total falsch 
verstanden ?

Autor: Thomas (Gast)
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Hallo Rene :)

TheMason schrieb:
> Wenn ich mehrere Masterclocks habe, habe ich ja auch immer leicht
> unterschiedliche Sampleraten (mal 192030Hz, mal 191985Hz, mal 191920Hz).
> Müssten die dann nicht über (jeweils) einen Sample-Rate-Konverter auf
> eine einheitliche Samplerate gebracht werden ?

Jap, das ist wirklich so!

Die Probleme gibts auch, wenn man Audio von einem Rechner auf einen 
anderen streamt und unterschiedliche Sampleraten leicht abweichen. 
Irgendwann gibt's einen Over- oder Underflow (wenn man gegen sowas noch 
nichts unternommen hat) ... Wenn man es richtig macht, muss man erst auf 
einen höheren Takt interpolieren und dann wieder auf die End-Samplerate 
runterdezimieren

Grüße,
Thomas

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Langsam, Langsam:

Es ist egal, ob ein AD stark oder nur minimal anders sampelt. Aufgrund 
der anderen Clock bekommt man andere Abtastzeitpunkte, die - wenn man 
sie druch FIFOs und digitale entjitterung führt - wieder linearisiert 
werden und damit FALSCHE Ergebnisse produzieren.

Daher gibt es nur zwei Möglichkeiten, dies zu behandeln:

Entweder führt man sozusagen ereignisgesteuert den Takt durch das System 
und lässt es mitjittern, sodaß am Ende keine zusaätzlichen Artefakte 
entstehen. Bei digitalen Montitoren ist das zu empfehlen: Es gibt 
digitale Mikrofone (als Mikros MIT Wandler) die mehr oder weniger 
präzise sind. Der Monitor läuft dann in der Welt des Mikros und so passt 
das. Geht man da noch durch ein Pult durch gibt es Probleme, weil ein 
Pult sich nicht auf mehrere Mikros oder Geräte synchen kann.

Daher muss man resampeln. Das muss aber auf Datenenebene (nicht 
Taktebene) passieren. Man muss quasi über eine Rekonstruktionsfilter den 
Analogen Datenstrom herstellen und dann neu mit der eigenen Frequenz 
samplen.

Dieses Rekonstruktionsfilter läuft eingangseitig mit der jitternden und 
falschen Frequenz des Gebers - ausgangsseitig mit gewünschten F des 
Pultes. Und da kommt die Taktfrequenz ins Spiel: je höher die ist, desto 
feiner ist die Filterauflösung und damit der Fehler.

Jetzt gibt es dabei zwei Themen: Einmal hat das erzeugende Gerät einen 
Jitter im Takt, der sich bei der Abtastung niederschlägt und der auch 
mitgenommen werden muss/müsste dazu kommt auch noch Jitter am Ausgang 
(bedingt durch minimale Pegel und Flankenschwankungen), der ignoriert 
werden müsste. Die Entjitterung macht beide mehr oder weniger platt. 
Daher ist das entjitterte Signal meist schlechter, als das jitternde, 
das man mit den Monitoren direkt abhört.

>Wenn man es richtig macht, muss man erst auf
>einen höheren Takt interpolieren und dann wieder auf die End-Samplerate
>runterdezimieren

Im Idealfall kann man das kleinste gemeinsame Vielfache nutzen. Das ist 
aber bei der Kombination von 96kHz und 44,1kHz schon 423,xx MHz.

Es gibt natürlich HiQ-Chips die das auch leisten, da sie intern mit 
hohen Frequenzen arbeiten (2GHz), aber mit einigen parallelen Strukturen 
im FPGA kommt man da auch ganz gut hoch - wie gesagt, die Funktion wird 
ja nicht dauernd und überall gebraucht.

Das Problem ist aber generellm daß ie Wandlung auf Datenebene, also z.B. 
96kHz erfolgt. Ich brauche in einigen Fällen aber Entjitterung auf 
Taktebene.

Autor: TheMason (Gast)
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@Thomas

Danke für die Bestätigung :-)

>Wenn man es richtig macht, muss man erst auf
>einen höheren Takt interpolieren und dann wieder auf die End-Samplerate
>runterdezimieren

Das sind dann doch diese CIC-Filter, richtig ? Zumindest meine ich das 
so verstanden zu haben. Da ich bisher immer nur mit einem Master-Clock 
arbeite hab ich diese Probleme irgendwie nicht ;-P

@engineer

Interessant mal zu lesen wie sowas auf professionellem Niveau betrieben 
wird. :-)

Aber was mich mal interessieren würde ... Wenn man einen leichten Jitter 
auf dem Master-Clock hat, hört man das (gute Lautsprecher, Verstärker 
und Wandler vorausgesetzt) deutlich heraus oder muß man da schon sehr 
genau hinhören ? Irgendwie tu ich mich schwer damit das Jittern des 
Master-Clocks doch so gravierenden Einfluß hat, zumal die Wandlung das 
Signal ja maßgeblich bestimmt und "lediglich" leicht differierende 
Zeitpunkte des "anliegens" eines neuen Wertes die Ursache für 
Klangverfälschungen sein kann. Da wundert es mich doch das ein paar ns 
Abweichungen beim Anliegen des neuen Spannungswertes am DA-Wandler so 
"gravierende" Auswirkungen hat. Oder liegt das Problem ganz woanders ?

Autor: Selbstständiger (Gast)
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>Wenn man einen leichten Jitter auf dem Master-Clock hat, hört man das
Bei einem Kanal auf keinen Fall, jedenfalls nicht für den Jitter, der 
aus digitalen Bausteinen mit heutigen PLLs kommt. Früher hatte man das 
Problem der ungleichmäßig laufenden Analgobänder.

Bei mehreren Kanälen braucht es einen sauberen Phasenbezug, weil sich da 
Stereoeffekte abbilden. Wenn die gegenläufig jittern, ist da druchaus 
was zu entdecken - vor allem in Vergleichversuchen.

> und "lediglich" leicht differierende Zeitpunkte des "anliegens" eines
> neuen Wertes die Ursache für Klangverfälschungen sein kann.

Ja aber das ist es doch. Man bekommt falsche Zeitpunkt der Abtastung. 
Denke Dir eine Gerade, die ungleichmäßig abgetastet wird. Wenn man die 
X-Koordinaten entjittert und es sich aufzeichnet, hat man keine Gerade 
mehr.

Aus dem dx/dt wird je nach Steigung des Y(x) automatisch ein dy/dt. 
0,01% Jitter bei einem steilflankigen Signal sind dann 0,05% 
Pegelfehler. Bei einer hohen Aussteuerung des Signales sind dann z.B. 
0,02% absoluter Fehler des Signals. Je nachdem wie sich das durch den 
AA-filter durchsetzt sind es auf den durchschnittlichen Pegel bei 
Klassik von 20% also ein Fehler von 0,1% -> 40dB SFDN. Da brauchen wir 
keine 16 Bit Wandler, die 96dB SNR können oder gar 24 Bit Wandler. :-)

Der effektive Jitter im System muss da einen Faktor 1000 besser sein.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Hier ist nochmal die Abschätzung für einen ge-pipeline-ten 
Digitalfilter, der als AA-Filter an Ein- und Ausgang von Resamplern 
fungieren kann, wenn er wirkliche, volle Qualität transportieren will.

Da die Filter alle Verzerrungen haben, müssen sie mit der gewünschten 
Auflösung wachsen. Für ein einfaches Audiosystem in 12 Bit ist die 
Genauigkeitsgrenze durch die Bits definiert, später - bei 20 Bit 
aufwärts - wird die Abtastfrequenz selber zum Problem. So genau bekommt 
man das garnicht mnehr hin, dass man von 24 Bit sprechen kann.

Und: Die pipeline-tiefe wächst, mehr Bits bedeuten mehr Multiplier etc.

Ein 16 Bit-System bekommt man ein paar mal in einen FPGA- das 24er lässt 
sich im Grunde gar nicht bauen.

Autor: Michael Overbeck (Gast)
Datum:

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@TheMason: Wenn ich ein solches CIC-Filter einsetze, kann ich dessen 
Ausgang dann einfach absamplen? Ich habe ein Problem mit zwei sehr 
unterschiedlichen Takten:
Beitrag "Analogdaten effektiv Resampeln"

Gibt es dann nicht wieder ein Anti-Alisasing-Problem?

@Jürgen Schuhmacher: Hast Du dein Universal-Bord gebaut? Würde mich 
interessieren!

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
Datum:

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Ich bin dabei, beschränke mich aber zunächst auf das Digitale. Als IO 
verwende ich mein altes System, besonders, was S/PDIF angeht.

Beitrag "Mehrfach-FPGA-board-Plattform"

Als Frontend werde ich ein S3E board nehmen. Das hat Maus und 
Monitoranschlüsse sowie Display und RAM. Oder gfs auch so ein $40,- 
NIOS-System von EBAY.

Autor: Robert (Gast)
Datum:

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@Jürgen:

Welche EBAY boards mit NIOS meinst Du?

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Es gibt dort einen Versender aus HongKong. Suche mal. Schau Dir auch mal 
die Kontakt-email an :-)

Ich habe mir dort für 30,- Dollar ein komplettes board geholt, welches 
als Frontend für ein System eines Kunden dienen sollte. Erspart das 
Löten und ausbauen von serielle Interfaces, VGA und Mausanschluss. Alles 
schon drauf.

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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Ich wäre an einer geeigneten Plattform interessiert. Ich würde das gerne 
fürs Prototyping benutzen, da ich eine low cost Plattform brauche und 
von Lizenzen unabhängig sein möchte: Wenn ich freie Tools verwenden 
könnnte, müsste ich nicht investieren und mich auf einen Hersteller 
festlegen.

Meine Anforderungen gehen aktuell in die Richtung Verschlüsselung. Bevor 
mir jetzt jemand die Copacabona oder wie sie heisst, empfiehlt: die ist 
ja offensichtlich tot.

Für die eigene Plattform plädiere ganz klar für Altera und für mehrere, 
eigenständige Module. Ich möchte aber nicht lauter Evalutation.Boards 
aneinander hängen, sondern hätte gerne einige "nackte" Steckboards.

Es müssten sich aber genug Abnehmer finden, das wenigstens 100 Stk 
zustande kommen. Sonst macht es keinen Sinn.

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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Mal die automatische Benachrichtigung einschalten falls es hier noch was 
abgeht.

Ich bin eher für Xilinx Spartan 6. Der macht sich ganz gut.
Gegenwärtig arbeite ich an einem Mips Softcore und such noch nach einer 
geeigneten Plattform, um sie an den Mann zu bekommen.

Autor: Ratsucher (Gast)
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Einen eigenen SoftCore? Ist das nicht umsonst Aufwand getrieben? Es gibt 
doch NIOS, LEON und den neuen 32bitte von Altera und auch für Xilinx 
existieren massenhaft Cores.

Inwiefern wäre denn der Spartan6 gut geeigent? Welches board konkret?

Ich persönlich wäre in jedem Fall auch für einen Chip, der mit den frei 
erhältlichen Softwareversionen machbar ist, damit ich mich nicht 
festlegen muss. Ich sehe das in unserer Firma: Die haben sich mal auf 
Xilinx festgelegt und kommen auch in Neuprojekten kaum davon weg.

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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Ratsucher schrieb:
> Einen eigenen SoftCore? Ist das nicht umsonst Aufwand getrieben? Es gibt
> doch NIOS, LEON und den neuen 32bitte von Altera und auch für Xilinx
> existieren massenhaft Cores.

Alle Cores sind auf mit Lizenzbedingungen beschränkt.
NIOS darf nur auf Altera FPGAs eingesetzt werden. Der Microblaze geht 
nicht mit der ISE Webedition.
Der Leon war zu kompliziert der Einstieg. Zumindest hatte ich Ihn nicht 
beim ersten Versuch zum Laufen gebracht.
Den Neuen für den Altera kenne ich noch nicht.

Ich hatte für meine Anwendungen keine akzeptable Lösung gefunden, sei es 
aus rechtlichen Problemen oder aus anderen Problemen.
Dann habe ich mal vor einem halben Jahr angefangen und viel gelernt.


> Inwiefern wäre denn der Spartan6 gut geeigent? Welches board konkret?

Ich habe das SP601. Leider hat das Board nicht sehr viel drauf. Nicht 
geeignet zum Basteln.


> Ich persönlich wäre in jedem Fall auch für einen Chip, der mit den frei
> erhältlichen Softwareversionen machbar ist, damit ich mich nicht
> festlegen muss. Ich sehe das in unserer Firma: Die haben sich mal auf
> Xilinx festgelegt und kommen auch in Neuprojekten kaum davon weg.

Die Tools sind leider sehr komplex und die Umstellung nicht ganz ohne.

Autor: Ratsucher (Gast)
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Schon klar, aber es ist weniger die Komplexität, als die Tatsache, dass 
man langlebige Lizenmodelle mit den Firmen hat.

Ich persönlich bin da zwar in meinen Sachen frei, weiss aber beileibe 
nicht, was ich in 2 Jahren von meinem System verkaufen kann und werde 
und auf welche Plattform ich gehen kann und darf oder für welche es sich 
eigenet. Daher will ich jetzt nicht in eine ganz bestimmte tool chain 
investieren.

Das heisst erstens allgemeiner Code so möglich und zweitens wenig 
Investement in Software. Altera liefert mir in der freien Version halt 
mehr mit.

Ich glaube, ein Universalboard muss so einfach sein, dass es für alle 
nutzbar sein kann und auch billig zu erwerben. Und billig ist es halt 
nicht, wenn man noch einig k€ in SO stecken muss.

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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Ein Board muss flexibel sein und seine Vorteile in der Geschwindigkeit 
gegenüber einfachen Mikrocontroller haben und das ist ein Widerspruch.

Digilent hat einfachen Module mit einer 6poligen Stiftleiste. Das ist 
ganz nett als Erweiterung, doch die Sachen für einen Datenbus gehen 
nicht darüber.

Xilinx habe ich mit GHDL als Simulator erweitert und den Softcore 
selbergeschrieben. und so bin ich unabhängig für die Zukunft, wenn ich 
nicht mehr Xilinx will.

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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> Xilinx habe ich mit GHDL als Simulator erweitert
Wie genau ist das gemeint?
D.h. du benutzt GHDL statt ISIM oder Modelsim?

> Ich habe das SP601
Das hat aber einen sehr kleinen FPGA drauf, oder?   LX16?

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Ui, habt ihr wieder meinen thread ausgegraben :-)

Von dem Thema Universalboard bin ich erst einmal zurückgetreten!

1) Es gab zu wenige Meldungen / Interessenten
2) Die Kostenanalyse fällt meist zugunsten der fertigen Evalboards aus
3) Ich habe keine Zeit :-)

Mein Vorgehen ist jetzt, Evalboards zusammenzuschalten und mir dann 
entweder die für meine Zwecke benötigte Audiohardware zu kaufen und 
aufzubrechen (konkrete Mindprint und RME) oder neue zu kaufen. Ich habe 
einen amerikanischen Hersteller aufgetrieben, der so eine Art bare bones 
vertreibt. Diese sind DSP/FPGA basiert und programmierbar.

Ich würde das aber trotzdem wieder aufleben lassen:

Was man nämlich machen könnte, wäre eine Art Backplane, in die man 
fertige Teile, z.B. solche oben erwähnten Spartan 6 DSP boards, 
reinstecken könnte, um mehrere parallel an einem Bus zu haben. Das 
müsste sicher für einige interessant sein.

Die Frage ist, welches board das derzeit kostengünstigste ist. Der 
Vergleich fällt klar zu Gunsten von Altera Cyclone 4 aus. Ein board mit 
dem Chips ist tendenziell billiger, man hat aber ca die doppelten 
resourcen.

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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> D.h. du benutzt GHDL statt ISIM oder Modelsim?

Genau. Es geht sogar sehr gut. Ich finde in GHDL meine Fehler viel 
schneller.
Steuerung über Makefile skript.

Leider geht keine Mix Verilog und VHDL da GHDL nur VHDL kann.

Autor: Duke Scarring (Gast)
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René D. schrieb:
> Leider geht keine Mix Verilog und VHDL
Das geht in Modelsim aber auch nur, wenn man viel Geld ausgibt.

Duke

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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Danke für die Antoworten. Ich mache soviel in VHDL nicht, werde mir das 
GHDL aber mal antun.

Ein weiterer Einwurf zu dem Thema Universalboard: Nach meiner Meinung 
sollte da ein HSMC Connector drauf, um kommerziell vertriebene Module 
anschalten zu können.

> Ich will mindestens 3/4 FPGAs auf einem board, um eine vernüftige
> Leistung hinzubekommen
Ich denke auch, dass auf solch ein board ein einziges FPGA nicht reichen 
wird, wenn es ein "kleines" sein soll. Allein schon die vielen Apps, die 
man hat, wenn man die auf den typischen Eavulierungsboards enthaltenen 
Funktionen auslasten will, füllen mehrere FPGAs.

Rechnen wir mal:

1) Eine Art von GUI, um den VGA-Ausgang zu treiben, sowie Maus, Tastatur 
und andere Inputs einzulesen, und eine Steuerung hinzubekommen.

2) DataInput Modul für interne und externe ADCs, inklusive Filterung 
Signalverarbeitung

3) Monitoring, Speicherung und Visualisierung der Daten in einem 
Debugging Modul

4) die eigentliche APP

Macht dann 4 FPGAs?

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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> Rechnen wir mal:
>
> 1) Eine Art von GUI, um den VGA-Ausgang zu treiben, sowie Maus, Tastatur
> und andere Inputs einzulesen, und eine Steuerung hinzubekommen.
>
> 2) DataInput Modul für interne und externe ADCs, inklusive Filterung
> Signalverarbeitung
>
> 3) Monitoring, Speicherung und Visualisierung der Daten in einem
> Debugging Modul
>
> 4) die eigentliche APP
>
> Macht dann 4 FPGAs?


Du bekommt auch mehrere Sachen in einen FPGA. Das ist ja der Vorteil 
eines FPGAs auch. Deine Application ist doch schon Bestandteil von Punkt 
1-3.

Auch alles in einem FPGA ist möglich. Doch wenn du noch nicht viel mit 
VHDL gemacht hast, dann  fange mit etwas kleinerem an.

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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>Du bekommt auch mehrere Sachen in einen FPGA.
Wenn die Anwendungen in Summe klein genug sind. Es wurde aber doch 
angenommen, dass das nicht so sind, daher mehrere FPGAs. Mehrere kleine 
hat auch einen Vorteil bei den Synthesen: Richtig arbeiten wird man eh 
immer nur an einer "Ecke" des designs. Steckt alles in einer Schaltung, 
muss diese immer neu erzeugt werden und das kann bei großen Design schon 
mal halbe Tage dauern. Das letzte Design (dicker V6 mit 
Signalverarbeitung) läuft fast einen Tag, trotz Nutunzg der 
inkrementalen Methode.

>Auch alles in einem FPGA ist möglich
?

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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> muss diese immer neu erzeugt werden und das kann bei großen Design schon
> mal halbe Tage dauern. Das letzte Design (dicker V6 mit
> Signalverarbeitung) läuft fast einen Tag, trotz Nutunzg der
> inkrementalen Methode.
>
>>Auch alles in einem FPGA ist möglich
> ?

Hast du reinen VHDL Code oder noch IP-Cores von Xilinx noch mit 
eingearbeitet, oder gar Mathlab geschichten?

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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Sowohl als auch, ein Grossteil stammt noch von anderen Kollegen und aus 
früheren Projekten. Verändert wird immer nur ein kleiner Teil, er wirkt 
aber auf den Rest, wegen Skalierung, Parameterierung etc. daher meine 
Aussage, dass ich selber da nicht viel mache, was Simulation angeht.

Zu den Ambitionen Universalboard: Ich möchte beispielsweise mehrere NIOS 
verschalten und dies auch über board-Grenzen oder FPGA-Grenzen hinweg 
und ich habe einige Applikationen, die viel RAM brauchen. Für 
industrielle Projekte nimmt man da freilich einen grossen FPGA, aber für 
die Sachen daheim hätte ich gerne was flexibleres und dennoch 
liestungsfähiges. Die kleinen Demo-boards der Hersteller bringen da 
nicht viel und die großen sind ein Kostenfaktor: Die haben wieder alles 
Mögliche drauf und erfordern eine Volllizenz.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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> mehrere NIOS verschalten
> Applikationen, die viel RAM brauchen
spräche aber eher für eine Multi-Platinen-Lösung, wenn man das so nennen 
kann, z.B. mehre Evaluations-Platinen als autarke Stationen.

Mir geht es um die Rechenleistung und eine einfache Skalierung. Z.B. 
habe ich für meine Applikation Effektgeräte und Equalizer, die halbe 
FPGAs belegen. Es lässt sich von der Systemnutzung relativ einfach 
handhaben, einfach ein Effektboard zuzustecken oder einen Hallgenerator 
(der belegt leider schon 70% eines Spartan DSP-boards), wenn die in 
einem eigenen board sitzen.

Was ich an Peripherie brauche, habe ich inzwischen zusammen. Wer's 
einfach braucht und auch Audio machen will, der könnte sich dieses 
Audio-Extension-Board nehmen.

Autor: Edi M. (elektromeister)
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Was ich auf den Übungsplatinen immer vermisse, sind Leistungsverstärker 
und Leitungstreiber. Ohne eine Zusatzplatine kann man meistens nicht 
einmal irgendeinen Motor ans Laufen bekommen.

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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>
> Was ich an Peripherie brauche, habe ich inzwischen zusammen. Wer's
> einfach braucht und auch Audio machen will, der könnte sich dieses
> Audio-Extension-Board nehmen.

Wie ist die Audioschnittstelle ?

Ja es ist schwer, der eine will Audio und der andere wieder einen Motor. 
Liegt nicht gerade alles beisammen.

Es scheint so als bräuchte man eine Schnittstelle als Bus um mehrere 
Platinen zu verbinden und viele kleine für die Peripherie um den Wünsche 
gerecht zu werden.

Autor: Duke Scarring (Gast)
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René D. schrieb:
> viele kleine für die Peripherie um den Wünsche
> gerecht zu werden.
Bei Digilent gibt es dafür die Pmods:

http://www.digilentinc.com/Products/Catalog.cfm?Na...

Duke

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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René D. schrieb:
> Wie ist die Audioschnittstelle ?
Ich gehe über S/PDIF raus, einmal ein meine Studiogeräte und einmal an 
"fliegend" aufgebaute DIMODs.
http://www.mindprint.de/cms.php?scr=products&mode=...

Dazu habe ich noch meine alten Platinen mit Cirrus Wandlern. So ganz 
aktuell ist die Konfig aber nicht mehr. Geplant habe ich Wandlermodule 
eines amerikanischen Herstellers zu nutzen, SPDIF u.U. zu überbrücken 
und direkt aus den FPGAs rauszukommen.

Das oben gelinkte board war jetzt mehr für den Consumeranwender gedacht.

> Ja es ist schwer, der eine will Audio und der andere wieder einen Motor.
Motorapplikaitonen gibt es aber genug und erfordern auch keine 
ansprochsvolle high-speed Anbindung. Was denkbar wäre, I2C oder SPI zu 
den Wandlern zu nutzen.


Duke Scarring schrieb:
> Bei Digilent gibt es dafür die Pmods:
Naja, 19,- für eine lumpige serielle Schnittstelle...
für 39,- bekommt man schon ein komplettes Chinaboard, auf dem alles 
drauf ist.

Diese Module sind interessant, wenn man WIFI, WLAN, USB oder sowas 
braucht. Braucht aber keiner :-)

Autor: Bob der Baumeister (Gast)
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E. M. schrieb:
> Was ich auf den Übungsplatinen immer vermisse, sind Leistungsverstärker
> und Leitungstreiber. Ohne eine Zusatzplatine kann man meistens nicht
> einmal irgendeinen Motor ans Laufen bekommen.
Wären meines Erachtens auch Spezialapplikationen und Motortreiber oder 
H-Brücken allgemein kann man leicht nachrüsten.

*****

Ich wäre auch dabei, wenn ein universal PCB erstellt würde!

> Vorschlag meinerseits: Entweder Spartan 3A DSP
> oder Cyclone III.

Spartan 6 LX75 im 484er Gehäuse. Geht mit der Webedition und ist auch 
noch selber aufzulöten.

> Altera wäre mir wegen Signaltap lieber.
Ok, dann aber Cyclone IV!


> 3. Welche Anforderungen würdet ihr gerne noch sehen?
- Jeder FPGA individuell mit 2 images programmierbar -> wenigstens Platz 
für 8 images im SPI flash.

- Jeder FPGA mit eigenen herausgeführten debugging Anschlüssen an noch 
zu definierenden Steckern, um Erweiterungen anschliessen zu können

- Mindestens 4 FPGAs untereinander zu 25% im Stern und zu 25% im Quadrat 
verschaltet

- schnell taktbare parallel geführte LVDS-Schnittstellen zwischen den 
FPGAs mit mindestens 32 Bit Anbindung

#NAME?

- jeder FPGA mit eigenem Speicheranschluss bei mindestens 2 Bausteinen


> 4, Welche Boards und wieviele würdet ihr haben wollen?
5 Stück aufwärts - gfs 10

Autor: Xenu (Gast)
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Lieber Bob,

dass das Ursprungsposting zwei Jahre und der letzte Beitrag 9 Monate alt 
ist hast Du schon bemerkt?

Autor: Bob der Baumeister (Gast)
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Warum sollte man ein Thema redundant anstossen?

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Wie ich oben schon erwähnt habe, plane ich derzeit kein solches board 
mehr,
ich würde eher eine Aufstecklösung mit fertigen Modulen vorziehen, um 
die Rechenleistung zu bekommen, die ich will. Es gibt ja inzwischen 
etliche Hersteller für solche Systeme und ich warte nur noch, bis einer 
eine gut "stack"bare Version hat oder eine Art Motherboard mit mehreren 
Steckplätzen rausbringt.

der Baumeister schrieb:

> - Jeder FPGA individuell mit 2 images programmierbar -
> wenigstens Platz für 8 images im SPI flash.
ok, d'accord

> - Jeder FPGA mit eigenen herausgeführten debugging Anschlüssen an
> noch zu definierenden Steckern, um Erweiterungen anschliessen zu können
müsste nicht an jeden FPGA, denke ich


> - Mindestens 4 FPGAs untereinander zu 25% im Stern und zu 25% im
> Quadrat verschaltet
ich wäre eher für eine pipelineartige Verschaltung mit nur etwas 
Rückführung. Die meisten Prozessierungen laufen mehr oder weniger von 
vorn nach hinten durch.

> - schnell taktbare parallel geführte LVDS-Schnittstellen zwischen den
> FPGAs mit mindestens 32 Bit Anbindung
Seriell oder Parallel? Wenn Serial, dann bitte direkt GTP


Wenn Du Deine Anforderungen mal genau ansiehst und auch das schematische 
Design betrachtest, dann birgt das eine hohe Identität der Komponenten 
untereinander und spricht genau dafür, jeweils identische boards zu 
nehmen, die einen eigenen FPGA, ein eigenes RAM und ein eigenes Flash 
sowie sonstige Peripherie mitbringen und diese nur zu verschalten. Bei 
Dir wäre das noch mehr in Betracht zu ziehen, als bei mir:

Mein ursprüngliches Interesse war eigentlich, möglichst ein grosses 
Board mit allem drauf, wie es sie im Markt vielfach gibt, aber halt 
nicht nur mit einem mickrigen FPGA, sondern eben mehreren, die aber 
dennoch mit den Webedition-Versionen der jeweiligen SW zu machen sind.

Autor: Kest (Gast)
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Das Board von Bob der Baumeister (Gast) ist schon ein Monstrum.
Ich wundere mich, wieso die Leute sich nicht mehr darüber Gedanken 
machen. Keiner denkt darüber nach, wie umfangreich die Schaltpläne 
aussehen werden, vom Layout gar nicht zu reden. Dann noch Tausende von 
Euros für die Leiterplatte, Bestückung, ein Teil der Bauteile/Boards 
geht kaputt, Inbetriebnahme... Das sind mehrere Mannmonate drin, wenn 
nicht Jahre. Und dann noch das FPGA Programmierung. Bei Altera für DDR 
Speicherkontroller ist schon mal eine Subscribtion Version für 2,5K 
fällig.
Und das Ganze wozu? Welche Anwendung soll es denn sein?

Nix für Ungut,
Kest

Autor: Bob der Baumeister (Gast)
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Jetzt sieht das board so aus:

>Und das Ganze wozu? Welche Anwendung soll es denn sein?
Hochgeschwindigkeitssignalverarbeitung

Beitrag #3399060 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Dogbert (Gast)
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Jedes Developper-System benötigt Füsse / Abstandshalter. Dafür eigenen 
die sich sicherlich.

Autor: Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite
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Bob der Baumeister schrieb:
> Jetzt sieht das board so aus:
>
>>Und das Ganze wozu? Welche Anwendung soll es denn sein?
> Hochgeschwindigkeitssignalverarbeitung

Bemerkung:
-PCIe über cable als Verbindung zu anderen boards/SBC

-was ist das adc-if konkret, multichannel hispeed adc kömmen gern mit
lvds schnittstelle, da braucht es kein extra block dafür

-da sind derzeit 2 identisch verschaltetet fpga's. IMHO macht eine
spezialisierung in host-fpga (mit ethernet,usb, etc) und coproc 
(schneller ram-interface, etc) mehr sinn

-was soll an serdes angeschlossen werden? Aurora?, SATA?

-schau mal nach der bank-aufteilung der clocking resourcen, da kann es 
böse
überraschung geben, wenn z.b. pro ddr ram eine bank/quadrant nötig wird.

-ebenso kann es eng werden mit den DCN/Takterzeugung-verteilung,wieviel 
taktdomainen sind für die interface nötig, wievie haat der fpga

-DAC wäre nicht schlecht

Autor: Bob der Baumeister (Gast)
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Das board ist schon fertig und funzt

PCIe haben wir pber Glasfaser auf einem Aufsteckboard an anderer Stelle

ADC ist zur Überwachung, nebst XADCs

DACs sind nicht benötigt

An den Serdes-Port kommt CameraLink

Autor: Christoph Z. (christophz)
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Jürgen Schuhmacher schrieb:
> Wie ich oben schon erwähnt habe, plane ich derzeit kein solches board
> mehr,
> ich würde eher eine Aufstecklösung mit fertigen Modulen vorziehen, um
> die Rechenleistung zu bekommen, die ich will. Es gibt ja inzwischen
> etliche Hersteller für solche Systeme und ich warte nur noch, bis einer
> eine gut "stack"bare Version hat oder eine Art Motherboard mit mehreren
> Steckplätzen rausbringt.
> [...]
> Wenn Du Deine Anforderungen mal genau ansiehst und auch das schematische
> Design betrachtest, dann birgt das eine hohe Identität der Komponenten
> untereinander und spricht genau dafür, jeweils identische boards zu
> nehmen, die einen eigenen FPGA, ein eigenes RAM und ein eigenes Flash
> sowie sonstige Peripherie mitbringen und diese nur zu verschalten.

Jack Daniels schrieb im Beitrag #3399060:
> Hab auch noch ein paar Spartan3 XC3S4000 (BGA) rumliegen. Eine Heimat
> für die wäre toll.

Ich kenne da aus eigener Erinnerung ein Projekt, das komplett 
Open-Hardware ist, passt für XC3S1500 bis XC3S4000 (BGA mit ungrad 660 
Pins):
http://opencores.org/project,gecko3

Das angehängte Bild ist kein Fake, die lassen sich wirklich so 
zusammenstecken (mechanisch & elektrisch), für die zuverlässige 
Stromversorgung sollten aber noch ein paar Zwischeneinspeisungen rein.

Mit diesen Boards haben Studenten an der TU Ilmenau auch ein Multi-FPGA 
System gebaut:
http://www.microlab.ti.bfh.ch/wiki/huce:microlab:p...

Leider hatten wir keinen Partner (am ehesten einer der schon FPGA Boards 
verkauft) gefunden, der ein Marktpotenzial für ein solches skalierbares 
FPGA Board gesehen hat. Kaufen kann man diese Boards also nicht.

Gibt natürlich ein paar Details die ich heute anders machen würde und 
die ursprüngliche Anforderung an "Bastlerfreundliche" Stecker efüllt es 
auch nicht :-)

Autor: Fpga Kuechle (fpgakuechle) Benutzerseite
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Christoph Z. schrieb:
> Jürgen Schuhmacher schrieb:
>> Wie ich oben schon erwähnt habe, plane ich derzeit kein solches board
>> mehr,
>> ich würde eher eine Aufstecklösung mit fertigen Modulen vorziehen, um
>> die Rechenleistung zu bekommen, die ich will. Es gibt ja inzwischen
>> etliche Hersteller für solche Systeme und ich warte nur noch, bis einer
>> eine gut "stack"bare Version hat oder eine Art Motherboard mit mehreren
>> Steckplätzen rausbringt.
>> [...]
>> Wenn Du Deine Anforderungen mal genau ansiehst und auch das schematische
>> Design betrachtest, dann birgt das eine hohe Identität der Komponenten
>> untereinander und spricht genau dafür, jeweils identische boards zu
>> nehmen, die einen eigenen FPGA, ein eigenes RAM und ein eigenes Flash
>> sowie sonstige Peripherie mitbringen und diese nur zu verschalten.


Ich hab mich mit ähnlichen FPGA-Gräbern beschäftigen dürfen, allerdings 
größer: ATCA-Rack mit 10*FPGA -Karten ca 1.5*A4 groß (Kosename 
"Backbleche")
jeweils mit 4 Virtex6 bestückt. Das ganze wär für ein Phased array 
system (pro Karte 64 Kanäle a 10 bit mit 50 MSample/sec). Zum Kühlen 
braucht es Lüfter wie aus dem Hover-Craft, das Backplane design geht in 
Richtung advanced black magic.

Seitdem stehe ich stacks sehr skeptisch gegenüber, insbesonders wegen 
Hitze- und Lärm-problemen. Interessant finde ich da eher eine verbindung 
mit PCIe über cable. Wenn es unbedingt ein Rack sein muß, sollte man 
sich
Fertiglösungen anschauen.
Fürs Grobe ATCA 
http://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Telecommunic...

Wers kleine braucht: AMC 
http://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Mezzanine_Card
und speziell: 
http://en.wikipedia.org/wiki/FMC_%E2%80%93_FPGA_Me...


Hier mal ne Auswahl an "Racks:"
http://dedicatedsystems.com.au/hardware/micro-tca-...

Autor: Christoph Z. (christophz)
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Fpga Kuechle schrieb:
> Seitdem stehe ich stacks sehr skeptisch gegenüber, insbesonders wegen
> Hitze- und Lärm-problemen.

Ja, ist auch sehr berechtigt. Der oben erwähnte GECKO3 wurde auch nicht 
wirklich dafür geplant, das Konzept "Steh dem Anwender möglichst wenig 
im Weg" ergab dann ein FPGA Board, das auch einen Stack zu lassen würde. 
Die Forscher der TU Ilmenau waren kurz davor, selber Hardware zu 
entwickeln weil sie nichts fertiges gefunden hatten. Für die hat das 
Konzept gepasst.

Performance mässig lässt sich aber wesentlich mehr aus dem XC3S4000 
rausholen. (Mit stärkerer Speisung und Kühlkörper).

Ich weiss, dass das sehr eigenwillig ist von mir: Der GECKO3 ist 
Studentensicher bezüglich Abwärme. Die Speisung wurde auf die 
Verlustleistung des FPGA Gehäuses limitiert, nicht auf die maximal 
simulierte Stromaufnahme.

Fpga Kuechle schrieb:
> Interessant finde ich da eher eine verbindung
> mit PCIe über cable.

Ist sicher eine sehr saubere Lösung, Host Anbindung gratis dazu und DSPs 
lassen sich damit auch einbinden.

Wirklich interessant ist das aber auch erst, seit Spartan6 und co. seit 
PCIe Endpoints in bezahlbaren FPGAs verfügbar sind (bezogen auf das 
alter dieses Threads etc.).

Autor: PC-Verbinder (Gast)
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Wir befassen uns mit Power Computung und haben auch vor ein solches 
System zu entwickeln bzw zu kaufen und sind auf diesen thread gestossen. 
Ich möchte nicht zum selben Thema was Neues aufmachen zudem ich 
feststelle, dass sich bereits einige hier damit befasst haben.

Ich hätte eine Frage an Bob falls er noch liest: Wurde das board (so) 
gebaut? Wäre es icht zweckmässiger, es in 4 Teile zu brechen, die 
ohnehin ziemlich identisch sind?

Wer hätte einen guten Link zu einem solchen käuflichen modularen System? 
Ideal wäre, wenn es sich mit einer freien Version machen liesse.

Autor: Gustl Buheitel (-gb-)
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Also es gibt da http://picocomputing.com die bauen so FPGA Boards für 
viel Rechenleistung.

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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Ging es hier ursprünglich nicht einst um ein Selbstbau-PCB das mit frei 
programmierbaren FPGAs bestückt wird? Die Monstergeräte kann sich jeder 
selber besorgen. In der Abteilung in der ich derzeit bin, werden Arias 
eingesetzt. 8 Stück auf einem PCB. Geht in Richtung Power Control. Die 
rechnen alles er denkliche vor und optimieren die ELektronik in 
Echtzeit.

Autor: Gustl Buheitel (-gb-)
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Wow coool!

Ja universal Boards gibt es schon einige. Und das ist auch recht schwer 
weil der Eine will viele freie IOs, der Nächste will USB, Ethernet, 
HDMI, wieder ein Anderer braucht VGA, PS2 und SDCARD und noch Jemand 
will ADC und DAC drauf.

Was aber vielleicht sinnvoll wäre, wäre eine Schaltung. Also nur die 
Beschaltung von einem (mehreren unterschiedlichen) FPGAs samt PROM und 
Spannungserzeugung. So dass man das dann einfach in seinem eigenen 
Projekt verwenden kann, also da dann anschließt was man selber so 
braucht.

Oder gibt es das schon? Also z. B. ein Minimalschaltplan/Layout für 
einen kleinen Spartan6 mit PROM der dann noch handlötbar ist?

Autor: FPGA-Neuling (Gast)
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Was wäre denn im Moment das leistungsstärkste FPGA, das gerade noch mit 
den freien Tools programmierbar wäre? Die modernen von der Firma Xilinx, 
die offensichtlich führend ist, wären die Kintex. Aber ich erwarte wohl 
zu unrecht, dass es mit denen ohne Lizenz für Software geht. Leider 
kostet die ISE oder Vivado gleich mehrere Tausende jährlich und das ist 
fürs Basteln nicht machbar.

Daher wäre ich auch an so etwas interessiert. Möglichst preiswert, 
möglichst universell und möglichst leicht zu verbinden, damit viel Platz 
zum Entwickeln ist. Wichtig: kostengünstig! Optimal wäre nur der FPGA 
(oder "das" FPGA?) und lauter Anschlüsse drum herum. Das Programmieren 
von mehreren FPGAs geht über eine Kette, wie ich gelesen habe. Es wäre 
also nur ein Flahs benötigt.

Autor: Atererus (Gast)
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FPGA boards machen ist nicht das Problem. Problem ist (eigene freie) 
Zeit zu haben um damit etwas brauchbares zu machen. Davon abgesehen 
scheint mir das hier eine "loesung" fuer ein nicht bestehendes Problem. 
Ich mache euch gerne eine open-hardware FPGA platform, haette eber erst 
gewusst welche Probleme es dann loesen soll? FPGA arrays scheinen nett: 
aber es ist ein aufwendiges desgin (software) problem ein total Design 
zu verteilen uber mehere FPGA's. Gute FPGA scheinen mir die ARM SoC 
(Zinq und Cyclone V). Ich wurde auch gerne zwei gleiche PCB's entwicklen 
sodas auf board Ebene man Xilinx u. Altera auswechseln kann (second 
source idee) oder auch de beiden concurenten kann benchmarken. Die 
richtung die ich jetzt eingeschlagen bin ist ein basis FPGA board zu 
entwickeln mit standard I/O modul interfaces sodas die gewunchste I/O 
angeschlossen werden kann. Etwa die gleiche Idee Digilent, nur jetzt 
Open (nicht propriarity) und auch mit modul I/O EEPROM (PnP 
mochlichkeiten).

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Atererus schrieb:
> Ich mache euch gerne eine open-hardware FPGA platform
Das nenne ich doch mal ein Angebot :-)

Ich habe derzeit auch zwei PCBs im Design für meine Audio Hardware - 
allerdings nur als Ankopplung zu bestehenden Boards. Vielleicht kann man 
das zusammen tun.

Wie erreicht man Dich denn?



> haette eber erst gewusst welche Probleme es dann loesen soll?
Probleme gibt es eigentlich keine, es geht um  die Struktur, die es so 
nicht zu kaufen gibt. Wie Du an den Postings in den letzten 5 Jahren 
ersiehst, besteht die Problematik verfügbarer boards darin, dass:

a) die kleinen, die frei programmierbar sind, nur einen mickrigen FPGA 
drauf haben, weil sie nur als Spielobjekt sind

a) die mittleren, die gerade noch frei programmierbar sind, zwar einen 
ordentlichen FPGA drauf haben, aber schon zuviel Ballast drum herum, 
weil sie als Presentator gedacht sind. Damit eigenen sich sich nicht, 
zum massenhaften Verschalten, im Cluster

c) die besseren Baugruppen, die es von Trent, Enclustra etc als Module 
gibt, gleich mit Features wie USB, DDR-RAM etc ausgerüstet sind, aber in 
der Bestückung mit kleinen FPGAs, die programmierbar sind, nicht 
wirtschaftlich werden, wenn man sie stapelt

d) die wirklichen Multi-FPGA-Plattformen, die mit mehreren FPGAs 
bestückt sind, meist nicht frei programmierbar sind, oder wenn, dann 
elend teuer. Damit hat man einen grossen Schaden, wenn mal ein FPGA 
stirbt. Etliche der in den letzten Jahren präsentierten PCB waren nicht 
lange verfügbar.

----------

Wir brauchen also:

Ein Basisplattform als open source, die man zur Not jederzeit selber 
wieder bestellen und auch bestücken kann. Sie dürfen daher keine hohe 
Packungsdichte haben, damit man sie gut per Hand löten kann.

Ein Steckersystem, dass es gestattet, kleine, kompakte FPGA-Module 
aufzustecken, ohne sich weitere Steckverbindungen zu verbauen.

Die FPGAs müssen in einem passenden Gehäuse vorliegen, dass es ein 
Amateur gfs mit einer Lötanlage nachbestücken kann.

Die einzelnen Module sollten autark laufen, aber nicht zuviel 
Zusätlziches drauf haben.

Wie weiter oben auch schon von mir beschrieben, habe ich verschiedene 
Systeme zusammen gesteckt, unter anderem ein System mit Spartan2 
(Eigenbau), Spartan6 (Trenz) und Cyclone 2 (FPGA DEV). Allesamt 
inzwischen veraltet und nicht mehr lieferbar.

Meine Vorstellung wäre - vor allem im Hinblick auf die sterbende ISE und 
die Nichtunterstütung der kleinen Bausteine durch Vivado, die Verwendung 
von Altera und hier die Cyclone IV.

Man baut ein grosses und ein kleines Board, wobei das grosse simpel ist 
und keine FPGAs hat, dafür aber Stecker für mindestens 2 Module, die 
dann per Flachband in einem Kreis gesteckt werden können und die Linie 
beliebig lang wird.

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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Ich finde als Erweiterung die PMOD Module von Digilent sehr interessant.
Damit kann man sehr schnell und verschiedene Systeme herstellen.
I2C und SPI ist somit sehr einfach anknotbar.


Als ich FPGA Neuling war habe ich mich mit VGA angefangen. Wenn man mit 
der Zeigt geht müsste man einen HDMI stecker auf das Board bringen. Ich 
habe aber noch nichts mit HDMI gemacht.

Autor: René D. (Firma: www.dossmatik.de) (dose)
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ersetze Zeigt durch Zeit

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Ja, die PMODs sind ok und teilweise auch praktikabel, für Video als 
solches reichen aber ein paar Widerstände (bis 1600x1200) und für 
qualitativ gutes Video braucht es aber einen Chip und dann auch gleich 
differenzielle Signale, wenn es über Stecker gehen soll. Dann am Besten 
ein Transceiver on board. Oder, man macht es wie auf dem ATLYS mit 
Buffern, muss dann aber den HDMI-Transceiver in VHDL realisieren, was 
ausgerechnet für 1080p60 an den Grenzen des Chips scheitert. Mit etwas 
Getrickse und GTP geht das natürlich, aber das frisst Resourcen weg und 
der Mehrpreis der GTP-Versionen liegt in der Grössenordnung der Chips. 
Die Lösung mit Buffern wäre halt insofern gut, weil sie wenige Pins am 
FPGA braucht.

Mir haben die P/MODS bisher wenig genutzt, weil es kein AES3, S/PDIF 
oder ähnliches als PMOD gab. Kann man aber durchaus selber verdrahten, 
was bei meinen 768kHz S/PDIF nicht so einfach ist, wegen der Bandbreite.

Ich denke, irgendwie kriegt man das Gewollte schon dran - momentan 
verwende ich käufliche I2S-DACs und I2S-S/PDIF Converter. Ist kaum 
teuer, als der Selbstbau. Wichtig ist die Rechenleistung! Wegen der muss 
ich mehrere FPGA-baords nehmen, was auch wieder Probleme mit dem Timing 
aufwirft, interfacing erfordert und Platz kostet, andererseits wegen der 
Eindrahtverbindung S/PDIF aber prima klappt und kaum Leitungen 
verbraucht.

----

Was das board leisten können sollte, ist der ganze Standard, der sich 
mit drei Bauteilen aufziehen lässt, aber in ausreichender Zahl immer 
fehlt. Z.b. könnte man GP-Stecker mehrfach belegen und einfach jumpern, 
um gewünschte Funktionen wie PS/2, SPI, I2C, VGA in ausreichender 
Anzahl bereitzustellen, statt alles über Module zu lösen.

PS/2 verwende ich wenigstens 2 für Tastatur und Maus (GUI), da könnte es 
noch ein dritter sein.

SPI brauchen sicher Viele, also 4 Anschlüsse drauf.

I2C wird am Meisten benötigt - z.B. auch für interne Verbindungen zu 
Wandlern und Konfiguration von Chips. Also 4x I2C - jumperbar gegen SPI.

VGA-Anschlüsse als R2R auch wenigstens 4 Stück mit Steuerleitungen. 
Jumperbar gegen PMODs.

USB wäre nicht übel, am Besten gleich ein USB3.0 Chip. Mindestens aber 
2x USB 2.0, mit host und Option für RS-232.

S/PDIF passiv out (nur Widerstände) oder bestückbar Übertrager für AES3. 
Am Besten gleich 8 Stück als Ausgang und 8 als Eingang. Alternativ 
lassen sich die Coax Buchsen auch auf einen Mehrfach-OP Jumpern, der 
über einen Filter mit einer PWM getrieben wird. Dann hätte man eine 
einfache 8-Kanal Surround-Option für Audio-Hobbisten, die mit S/PDIF nix 
anfangen können. Eine hochkarätige PDM für Audio könnte ich beisteuern.

MIDI wäre noch gut, dann natürlich Taster, am Besten eine Lösung für 
einen Matrix-Controller, LEDs und GPIOs über 50 Ohm. Viele liesse sich 
alternativ Jumpern, wenn man sich in den IOs in der Frequenz beschränkt.

Und dann eben alles, was Beine hat, als symmetrisches (und sauber 
gelayoutetes) LVDS mit geführten GNDs auf wenigstens 3 verschiedene 
Stecker, um mit 2en davon den oben beschriebenen Loop über andere boards 
die Signalverarbeitungskette aufzuziehen und noch einen freizuhaben, um 
z.B. Video zu machen.

Man könnte sich auch überlegen, ob man sich an einen HSMC-Stecker und 
dessen Belegung anlehnt. Dann kann man käufliche Systeme verwenden. Für 
mein DE-115 gibt es z.B. ein 2kanaliges VideoModul von Terassic, das 
1080p60 kann. Man bräuchte also nur den Stecker.

Ansonsten die Quarze für das Übliche Zeugs, 25,27 und vielleicht auch 
100 für DDR-RAMs. Vor allem Takttreiber für die Leitungen zu externen 
Boards und diese auch differenziell.

Bevor ich es vergesse: SRAMs! Und derer gleich mehrere an parallelen 
Bussen und ausdrücklichen RAM-enables. Für meine Anwendungen brauche ich 
eigentlich kaum RAM, läuft alles über BRAMs wegen der Bandbreite, aber 
wenn man einen LA und Debugger bauen will, ist ein einfaches 
RAM-Interface, das auch ein Anfänger in Betrieb nehmen kann, essenziell.

Also ein FPGA im 676er Gehäuse. Wenn das Thema ISE nicht wäre, tät ich 
den Spartan 6 nehmen. Der hat dann auch Platz für mehrere 
DDR-Ram-Controller. Beim Cyclone sieht es da nicht ganz so üppig aus. 
Muss man sehen.

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Autor: Alfred Terwindt-Zhao (atererus)
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Hallo Jürgen,

> Vielleicht kann man das zusammen tun.
Zusammenarbeit ist ja der Sinn der Sache. Gut! Leider bin ich schon 
einiger zeit dran ein FPGA Mainboard mit I/O Modulen zu machen für 
Audiozwecke. Die I/O Modulen muss ich jetzt assemblieren, die Platine 
für FPGA ist im Versand. Ich wünschte ich hätte dieser Beitrag eher 
gefunden. Du bist schon wesentlich weiter, ich bin Einsteiger in die 
digitale Audiowelt. Meine Prototypen sind gedacht zum heraus zu finden 
wo so die grenzen sind und wieviel FPGA capactät verbracht wird für ein 
bestimmtes Problem, und wie ich dass nächste mal einiges besser und 
anders machen kann. Diese 'nächste mal' ist ein Punkt wo unsere Wege 
sich gut zusammen tun.

Meine derzeitige I/O digitale Module: XLR, RCA, TosLink alle AES/EBU und 
ADAT fähig, und dann noch MIDI. Eingänge sind  galvanisch geschieden. 
XLR und RCA haben feste (teil) Kabel Neutralisation. Materialkosten sind 
jetzt sind (5x8 Prototyp I/O Module) weniger als 5 Euro pro Modul 
inklusive die Platine. Philosophie: ein Problem benötigt 8 MIDI Kanäle 
dann stecke ich mir 8 MIDI Module an FPGA Mainboard. Oder ein Problem 
benötigt ADAT in, RCA S/PDIF out, und MIDI in/through/out: dann stecke 
ich mir die 5 I/O Module am FPGA Mainboard. Das FPGA dient low-latency, 
high bandwidth signal processing, controle übernimmt ein Raspberry Pi: 
ethernet, USB, FPGA-Kontrolle und Datenspeicherung. Rapberry Pi 
Interface ist dass GPIO: ich hab schon damit jetzt ein 100Mb/s 
Verbindung nach FPGA implementiert.

> Wie erreicht man Dich denn?
Ich hab jetzt ein mikrocontroller.net login gemacht. Reicht das?

> Probleme gibt es eigentlich keine, es geht um  die Struktur, die es so nicht zu 
kaufen gibt.
Dass ist nun Grad eines der Probleme die ich lösen möchte: 'das was es 
nicht zu kaufen gibt'. Mich reiz die Idee von skalierbare FPGA Matrix 
schon länger. Ich habe die Argumente aus die vorgehende Jahren gelesen 
und möchte -nicht jetzt- neu vor oder gegen argumentieren. Hätte aber 
wohl
ein paar neue Gedanken:

1) Pro-audio als Ziel mit 'generell' als Gedanke im Hintergrund. 
Argument: generell ist gut, aber Focus auf dieses würde dass Projekt zu 
viel belasten. Unsere freie Zeit ist sicherlich sehr begrenzt und wie 
schneller es zum Ergebnisse kommt, um so besser für die Laune und 
folgende Projekte. Ich glaube es müsste sich hier primär um ein 
modulares Plattform für pro-audio (192kHz/24-bit) handeln. Bei den 
Entwurf können kleine Anpassungen den weg hinein finden mit im Gedanken 
das das Plattform auch für bit-coin mining, ASIC Emulator, oder 
'something almost the same, but completely different' zu gebrauchen ist.

2) Dass generelle kommt durch (in Zukunft) möchlichs viele verschiedene 
Module zu entwerfen die nach Wunsch zusammen geschaltet werden können. 
Ins besondere billige Wandlermodule wie zum Beispiel: Altera HSMC, 
Xilinx FMC, Altera Santa Cruz, Digilent's P-MOD Arduino shield, 
Raspberry Pi hat, Beaglebone usw... Philosophie: Ein kleines Modul 
bewältigt nur ein Problem (seine Funktion) sehr gut, und keine 
Nebensachen. Das macht es Preiswert und einfach in design.

3) Im Betracht zu asynchronous re-sampling: Wie wäre es wenn ein 
Eingangskanal (Modul) eine eigne DSP (FPGA) hat das Filtern und 
re-sampling auf Master-clock bewältigen kann? Die Haubt rechen Kapazität 
konnte dann ausschließlich auf den Master-clock betrieben werden, und 
ein großer Teil von rechen Kapazität wäre da schon an die einzelne 
Kanaleingänge implementiert.

4) Interface Schnelligkeit ist wichtig, daher soll ein schnelles 
preiswertes
Steckersystem verwendet werden das höhere Frequenzen zu läßt als das 
billige
0,1 Zoll IDC header-Steckersystem. Frequenzen am liebsten gleich die 
core Frequenz wo das FPGA
(matrix) mit betrieben wird.

5) Nur so als Gedanke: ich hab irgendwo gelesen es gäbe ein richtiges 
freies
(GNU?) synthese und routing tool für ein bestimmten FPGA die viel in 
bit-coin
mining gebraucht wurde. Auch soll dieser FPGA viel auf Ebay verhandelt 
werden.

Auch ich einige mich mit:
* 'Basisplattform als open source'.
* 'gut per Hand löten kann'.
* 'board-to-board Steckersystem'.
* 'kleine kompakte FPGA-Module'.

Die letzte Bemerkung ansicht der größe der Boards bin ich nicht so 
einig, anderseits: bei viele unterschiedliche Module muß es letztens 
möglich sein dass meist passenden für ein Problem zu wählen. Das 
wichtigste ist dann die Standardisierung der inter-Modul Verbindungen, 
so dass unterschiedliche Module anreihen auch wirklich und einfachst 
möglich wird.

Ich muss hierbei an Lego denken, und stell mir dass so vor: das man zum 
Beispiel RCA nach TosLink Wandler machen kann durch ein RCA 
Eingangsmodul, ein kleines FPGA Modul, und ein optisches Ausgangsmodul 
in reihe zu schalten und mit Firmware zu laden. Aber auch viele Modulen 
zusammen ein 192kHz, 24-bit, 48/8/2 Studio Mischpult mit 4 eingebaute 
digital Effekte und SSD Rekorder formen.

Vielleicht reizt es zu wissen dass ich für meine Arbeit ein Design 
gebaut und getestet habe: ein variables M:N sample rate Konverter @ 300 
MHz. Diese ist 'nur' 55 dB sauber (w.c.), was reicht für RF Zwecke. Ich 
kann auch berechnen was benötigt wird um 96 dB zu erreichen. Eingang ist 
in diesem Fall Zeit exakt: dt jittert nicht, also anders als Du 
beschrieben hasst. Ich glaub das Du da den Unterschied zwischen 'sample' 
und 'takt' genau mit meinst? Sonnst erkläre mir den Unterschied bitte.

Gruß, Alfred.

Autor: Alfred Terwindt-Zhao (atererus)
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Hallo René

Fur den ersten Einstieg in FPGA mit P-MOD's eignet sich vielleicht den 
Log-Pi (http://valentfx.com/logi-pi)?

PS: ich binn nicht so begeistert von P-Mods weil es propriarity ist. 
Daher hab ich ein ('illegales' :-) wandler modul entwickelt.

Ich bin auch nicht begeistert von stecksysteme wo nicht fur jedes 
high-speed digitales signal auch ein separates return path (GND) gibt: 
ich hab schon einige SSO (Simultaneous Switching Outputs) probleme 
gesehen. Vergleiche: ab PATA-33 ist jedes data signal mit GND umgeben 
wegen signal integrity argumente.

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Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Hallo Alfred, da bin ich mal gespannt, was bei rauskommt. ADAT klingt 
auch gut. Das wäre mal ein Ziel, zumal ich dafür einiges an immer 
weniger genutztem Equipment dafür habe. Das wichtigste ist S/PDIF 192 
und AES3.

Zum Sampeln: Ich habe einen Cross Domain Converter, der das Probleme der 
unterschiedlichen Takte löst. Danach kommen CIC+FIR, je nach gewünschter 
Auflösung sind da 120dB SFDR drin.
http://www.96khz.org/htm/frequencyconverter.htm

Auch ein S/PDIF Converter mit autoadaptiver Taktregelung ist in 
Verwendung. Es ist halt die Frage, ob man angesichts der Verfügbarkeit 
sehr günstiger Chips das noch braucht, aber ok.

Zum Thema SSD-Recorder habe ich auch eine Lösung:
http://www.96khz.org/images/recordingplatform.jpg

Das hier war mein erstes Board, jeweils aufgeteilt in einen Kanal für 
jede Option und dann mehrere boards davon:
http://www.96khz.org/images/fpga-audio-dsp-adaptio...

Autor: Alfred Terwindt-Zhao (atererus)
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Hallo Jürgen,

> ADAT klingt auch gut.
Nach Board tests wäre das mein erstes Ziel S/PDIF.
Danach wäre mein zweites Ziel ADAT:
Raspberry Pi <--> Logi Mark-1 <--> P-MOD converter <--> Optical Modul 
<--> Behringer ADA8200.

Allerdingst 8x 96kHz. Ich habe nähmlich kein 4x 192kHz ADAT Gerät.

> http://www.96khz.org/htm/frequencyconverter.htm
Da gibt es eine menge zu lesen! Sind deine Sources "open"?

> http://www.96khz.org/images/fpga-audio-dsp-adaptio...
HTTP 404 Not found. Aber ich hab schon hier und da weiter gelesen.

Ich arbeite auch an eine Webseite, ist mir aber im augenblick nicht so 
wichtig. Erst wenn ich wirklich was fertig hab für das Publikum, dann 
wird ich die Webseite weiter fertig machen.

Die FPGA-Modul-platine ist gestern angekommen, jetzt fängt die Loterei 
an.
Das wird ein paar Wochen oder vieleicht auch Monate daueren, ich kann 
nur Sontags ein paar Stunden herum basteln. Digilent P-MOD Converter ist 
fertig. Als nächstest sind die optical I/O Module. Und dann kann ich die 
obengenante zwei Ziele schon anstreben. (Mein eigenes FPGA board ist 
nicht das Logi-Merk-1).


Hier die schematics, die erste Seite hat ein art von Blockdiagramm.

FPGA Modul: 
http://www.customdesign.nl/images/documents/schema...

9 I/O Module: 
http://www.customdesign.nl/images/documents/schema...

Die 40 und 34 pin I/O Modul interfaces waren geplant um mehrere Boards 
zu combinieren. Bitte beachte das es hier "nur" um experimentele 
Prototypen handelt. Dass FPGA board wirdt sicherlich kein Altera Flex 
bekommen. Es ist nur weil ich sie jetzt herumliegen habe. Und ATmega8515 
ist auch nur so'n alter Traum" dass musste mal sein, aber heut zu tage 
gibt es ja SoC FPGA's...


Alfred.

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Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Die Bilder gehen manchmal nicht direkt aufrufen. Keine Ahnung, warum. 
Hier ist die Seite von der gelinkt wird:

http://www.96khz.org/htm/audiomusicworkstationvhdl...
(Das Bild unter dem MIDI Controller)

Autor: Berater de Luxe (Gast)
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Atererus schrieb:
> FPGA boards machen ist nicht das Problem. Problem ist (eigene freie)
> Zeit zu haben um damit etwas brauchbares zu machen.

Es gibt doch so kleine nette plugin boards von z.B. Trenz. Als Beispiel 
sein das "High IO Xilinx Artix-7 100T2 erwähnt. USB, DDR, JTAG und 
Vieles mehr für gerade 149,- Ocken.

Autor: Markus F. (Gast)
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Upps, Trenz hat sogar schon welche mit Artix7-200T. Die haben ruind die 
Vierfache Leistung wie die Spartan und kosten auch nur das Doppelte. Da 
wäre ich dabei!

Ich brauche aber wenigstens 2 Artixe, weil ich einen mit VIDEO voll 
gehauen haben. Frage: Hat wer schon HDSDI gemacht?

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Berater de Luxe schrieb:
> Es gibt doch so kleine nette plugin boards von z.B. Trenz

Hab mal ein Probedesign gemacht. Der Artix 200, der in dem Modul steckt, 
das zu 289,- verkauft wird, bringt etwa 60% Geschwindigkeitsreserve zum 
Spartan 6. Das ist nicht übel, weil man sich bei den schnellen designs 
viele Verrenkungen erspart, nebst einigen FFs. Das müsste dann auch für 
die 297MHz Video Applikationen reichen.

Vom Platz her fällt das filling auf etwa ein Drittel, bei einigen 
Resourcen wie den Multiplieren auf die Hälfte. Das wäre preislich eine 
Alternative! Bräuchte nur ein base board. Mal schauen, ob Trenz da 
künftig was anbietet.

Autor: Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite
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Wieviele Lagen/Layer sind es geworden, wenn ich fragen darf?

Autor: Klaus L. (klausi5000)
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Alfred Terwindt-Zhao schrieb:
> Dass FPGA board wird sicherlich kein Altera Flex bekommen.
Welches hast du geplant?

Autor: Alfred Terwindt-Zhao (atererus)
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Torsten: 2 layer.

Klaus: liegt am experiment. (Die idee war EP3C16E144C8N TQFP 25 Eur/Stk)

Jurgen: Artix 200 ergibt kein handlotbares design.

Trenz hat gute Module die im Plan passen. Ist im Augenblick ein 
Universal FPGA board design noch erwünscht?

Ein (pro-audio?) Basis-Board für diese Trenz Module bleibt dann noch 
immer ein aktuelles Design-Idee.

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Autor: Altera fan (Gast)
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Zum thema welches FPGA es sein soll, mein Beitrag: Altera FPGA's
* free: Web edition
* DIY: TQFP
* preiswert

Wer macht das gleicht fur Xilinx?
Wer Lattice? Wer MicroSemi?
Altera design software as of June 16th, 2015

Web edition
===========
    Device support      software support
        ACEX            9.0
        APEX            9.0
        Arria GX        13.0sp1
        Arria II GX     15.0            only EP2AGX45
        Arria II GZ     not supported
        Arria V/10      not supported
        Cyclone         11.0sp1
        Cyclone II      13.0sp1
        Cyclone III     13.1
        Cyclone IV/V    15.0            not 5CEA9, 5CGXC9,5CGTD9
        FLEX            9.0
        MAX 3000/7000   13.0sp1
        MAX II/V/10     15.0            all
        Stratix         11.0sp1
        Stratix GX      not supported
        Stratix II/III  11.0sp1
        Stratix IV/V    not supported

Subscription edition
====================
    Device support
        ACEX            9.0
        APEX            9.0
        Arria GX        13.0sp1
        Arria II/V/10   15.0
        Cyclone         13.0sp1
        Cyclone II      13.0sp1
        Cyclone III     13.1
        Cyclone IV/V    15.0
        FLEX            9.0
        MAX 3000/7000   13.0sp1
        MAX II/V/10     15.0
        Stratix         13.0sp1
        Stratix II      13.0sp1
        Stratix III     13.1
        Stratix IV/V    15.0

price @ QTY=1 and QFP (DIY design)
==================================
    price   LE      family          part number         package
     12.05   6272   Cyclone IV E    EP4CE6E22C8N        144-LQFP-EP
     19.36  10320   Cyclone III     EP3C10E144C8        144-LQFP-EP
     26.93  15408   Cyclone III     EP3C16E144C8N       144-LQFP-EP
     39.84  24624   Cyclone III     EP3C25E144C8N       144-LQFP-EP
     79.17  39600   Cyclone III     EP3C40Q240C8N       240-BFQFP
     77.61  50000   MAX 10          10M50SAE144C8GES    144-LQFP-EP (@ QTY=5)

price @ QTY=100 (small batch production)
====================================================================
    price   LE      family          part number         package
     11.53    4000  MAX 10          10M04DCF256C7G      256-LBGA
     15.15    8000  MAX 10          10M08SAU169C8G      169-LFBGA
     24.16   14400  Cyclone IV GX   EP4CGX15BN11C8N     148-WFQFN
     35.11   25000  Cyclone V E     5CEBA2F17C8N        256-LBGA
     40.26   28848  Cyclone IV E    EP4CE30F23C8N       484-FBGA
     49.82   49000  Cyclone V E     5CEBA4F17C8N        256-LBGA
     88.80   77000  Cyclone V E     5CEBA5F23C8N        484-BGA
    160.72  149500  Cyclone V E     5CEBA7F23C8N        484-BGA
    229.94  301000  Cyclone V E     5CEFA9F23C8N        484-BGA

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Alfred Terwindt-Zhao schrieb:
> Jurgen: Artix 200 ergibt kein handlotbares design.

Das ist das Problem, allerdings hat eben jener Chip genug Rechenpower, 
um gleich 2-3 Spartan LX75 zu absorbieren. Mit dem Anspruch, ein 
Universalboard zu sein, würde ich das Thema von Audio gleich um "Video" 
erweitern und dann hat man auch die Bandbreitenanforderung. Was die 
Trenzmodule angeht, hat der Artix 200 das beste Preisleistungsverhältnis 
- auch gegenüber den älteren Spartan.

Von daher wäre mein Fokus der, ein base board für das Modul zu bekommen 
oder zu machen, mit dem man die gewünschten Funktionen hinbekommt. Wenn 
man so ein Modul benutzt, hat man die kritischen Komponenten im Griff 
und kann sich das passende anflanschen.

Altera Fan schrieb:
>Wer macht das gleiche fur Xilinx?
>Wer Lattice? Wer MicroSemi?

Xilinx ISE web edition kann den von den interessanten Chips den Spartan 
LX75 und kleiner, wobei es mit LX75 nicht viele boards gibt.

Die anderen Hersteller würde ich ausschließen, da die kaum ein Bastler 
benutzt.

Autor: Edi M. (elektromeister)
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Alfred T. schrieb:
> Ein (pro-audio?) Basis-Board für diese Trenz Module bleibt dann noch
> immer ein aktuelles Design-Idee.

Ich dachte, es wird ein Universalboard?

Alles wieder eingeschlafen?

Autor: Lars R. (lrs)
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Ein schönes 2-Lagen-Board kann man mit dem Altera Max10 machen. 50KLut, 
Single supply (also SC, SF oder SA package) und 144er Quad flat-Package.
An den 4 Seiten zum Beispiel Pinheader-Reihen setzen. Dann kann man 
mehrere stapeln, ein kleines S(D)RAM board anstecken, auf's Steckbrett 
setzen oder auf ein anderes PCB löten...

Vergleichbare Logic Density im 144er package gibt im Moment nur beim 
Max10. Dazu flash on chip, single supply, optional ADC, OSC

Der 10M50SCE144C8G kostet bei digikey 58EUR bei MOQ=1. Da geht sicher 
noch etwas bei einem anderen Distributor....

Edit
Zu 2 Lagen:
. Ausserhalb des package: GND auf Bottom Layer, Signals auf Top
. Signals ohne via direkt zu pinheader.
. Unter dem Package: caps auf bottom Layer.
. VCC schräg über die Ecke an das package ziehen und unter dem package 
an die Powerpins verteilen
. zB. 0.6mm PCBs von dirty-pcbs; 5x5cm; 10Stück -> 14 Dollar.
 . Als Boardgröße reicht aber schon 3x3cm.
. Max 10M02 kostet bei digikey 7EUR bei MOQ=1. Wahrscheinlich kann man 
ein PCB für alle densities 2klut...50klut auslegen.

Edit2:
Wahrscheinlich ist auch noch genug Platz, um eine Referenzspannung für 
die ADCs zu machen...

Einmal die Beschaltung des FPGA. Die Connectoren und Signalrouting sind 
dann schnell nach Bedarf individuell angepasst: 1.27/2.54, LVDS, Anzahl 
GNDs, usw.

: Bearbeitet durch User
Autor: Edi M. (elektromeister)
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Lars R. schrieb:
> Ein schönes 2-Lagen-Board kann man mit dem Altera Max10 machen

Man kann auch ein einlagiges board mit einem noch mickrigeren Baustein 
machen, wenn man Lust aufs Basteln hat, aber darum geht es doch wohl 
nicht. Die bekommt man für 1,50 in der Bucht nachgeschmissen.

Wenn das was werden soll, muss ein leistungsfähiger Baustein drauf.

Der TE scheint es aber auch aufgegeben zu haben.

Autor: Lars R. (lrs)
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Ich finde 50klut, 1,6Mbit blockram, flash im package, single supply, ADC 
und OSC im 144er package gar nicht so schlecht. Eigentlich geht's kaum 
noch besser. Viele hatten doch den Wegfall des 144er package bei Xilinx 
bedauert und sich genau so einen Baustein immer gewünscht.
Vielleicht habe ich auch nicht verstanden, was das Ziel ist. Ein 
Artix7-Modul kann man für wenig Geld von verschiedenen Herstellern 
kaufen. So günstig schaffe zumindest ich das nicht. Und die Designfiles 
der Evaluationboards als Basis für ein eigenes Board bekommt man teils 
kostenlos.

Autor: Edi M. (elektromeister)
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Die haben doch kaum PLLs oder Multiplier und die wären wichtig fürs 
Rechnen und komplexere Aufgaben,

Autor: Lars R. (lrs)
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Ich schaue mal für Dich ins Datenblatt:
Max10  50: 144x 18x18 Mult
Artix7 50: 120x 25x18 Mult

Max10  50: 4x PLL
Artix7 50: 5x CMTs (1 MMCM + 1 PLL)

Autor: Gustl Buheitel (-gb-)
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Genau Module nur mit FPGA gibt es schon z. B. von Trenz aber auch von 
Anderen.

Nur sind Trägerplatinen teuer und oft mit viel Zeug bestückt was man 
nicht braucht.
Leider ist es aber so, dass Jeder irgendwie etwas anderes braucht. Mal 
ADCs, mal viel HDMI und Video-Zeugs, mal FMC und viel IO. Das ist echt 
schwierig.

FMC ist ein schöner Anschluss, wenn also eine Trägerplatine FMC hat, 
kann man viel unterschiedliches damit machen. FMC hat aber auch 
Nachteile:

- Teure Trägerplatinen
- Teure Zubehörplatinen
- Man kann schlecht selber Platinen damit herstellen
- Man kann schlecht eigene Hardware daran löten

Irgendwie gibt es drunter aber nix massenkompatibles. Also wenn ich 
jetzt einen 100MSps ADC an ein Trenz-Modul anschließen will, was mache 
ich dann? Auf einer FMC-Karte kostet der ADC dann gleich >200€ und die 
Trägerplatine die den FMC-Stecker bietet sogar noch mehr.

Ich habe mit daher einmal selber ein ADC-Board gebastelt um das mit 
einem FPGA-Modul (von BitRecords) zu verheiraten. Aber fertig mit 
ordentlichem Layout wäre natürlich besser.

Autor: xitra (Gast)
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Für TQFP144 ist der MAX10 wirklich sehr nett.

Aber es sind "nur" Multiplizierer, keine DSP Slices.
(MAX10 ist sehr ähnlich wie Cyclone III und IV)


> Leider ist es aber so, dass Jeder irgendwie etwas anderes braucht.

Das resultiert halt aus der Flexibilität von FPGAs.

Auf einem Mikrocontroller ist das meiste an Schnittstellen fest 
vorgegeben (und oft sehr langsam daher funktioniert auch so ein billiges 
Schrott Layout wie beim Arduino).
Bei einem FPGA ist fast nichts fest vorgegeben und die Anwendungen 
reichen von LED blinken lassen bis hin zum Teilchenbeschleuniger/LHC...

Autor: Gustl Buheitel (-gb-)
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Das ist mir schon klar. Hat aber eben den Nachteil dass man vieles was 
man haben will entweder nur zu hohen Preisen kaufen kann oder selber 
bauen muss.

Autor: Lars R. (lrs)
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Der Preis ist ja nicht so hoch. Etwas Vergleichbares für geringe 
Stückzahlen selbst machen und fertigen lassen ist teurer. Günstiger wird 
es nur, wenn das PCB in Kleinstmengen nichts kostet und der zeitliche 
und technische Aufwand für das Bestücken (und Testen) sehr gering ist. 
Idealerweise so, dass es auch jeder selbst bauen kann. Also 
beispielsweise nichts unter 0603 und die Bauteilanzahl minimieren... 
auch wenn die dann erforderlichen, höherwertigeren Caps in der Summe 
etwas mehr kosten.
Idealerweie sind auch Änderungen der Stecker im Layout ganz einfach 
möglich: LVDS oder viele GNDs oder ganz ohne Stecker... Die Fertigung 
dieser Variantenvielfalt kostet dann auch nicht mehr, weil der 
"Fertigungsprozess" des Boards ja von Beginn an schon auf 
Kleinststückzahlen ausgelegt ist.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Das Problem ist, dass auf den Anschlussplatinen für die Module nix 
Gescheites nicht drauf ist, wie der Bayer sagen würde. Um es konkret zu 
machen, wird Video und Audio verlangt und das full power und nicht 
Kinderzimmer.

Audio heisst: 8x S/PDIF optisch / elektrisch rein und raus, damit man 
surround prozessieren kann. Mindestens einmal optisch 2x ADAT 96.

Analog braucht man nicht, da kauft man einen billigen S/PDIF Converter 
für 20,- beim Chinesen, wer es billig braucht oder einen gebrauchten 
Studiowandler.

Video heisst: 2x rein und 2x raus, in 1080p60, damit man Video splitten 
kann, pip und ähnliches. Das erforder dann noch ein taugliches DDR3-

4 R2R-DACs für einfaches VGA Video (Multipanel-Viewer). Eine Applikation 
960x540 als 1024x768 ausgeben.

Autor: Rolf S. (audiorolf)
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Wäre es möglich mit dem FPGA aus dem HDMI-Video-Signal das integrierte 
hochaufgelöste Audiosignal rauszuziehen?

Mein Sony-Receiver und auch mein NOTEBOOK haben beide einen Audioausgang 
mit einem HDMI-Videostecker und außer einem käuflich erworbenen 
Converter habe ich nichts, womit ich an das Audio dran komme. Der mischt 
aber nur das Audio raus und gibt es als 96kHz-Analogsignal ab. Ich 
bräuchte es digital, idealerweise als I2S.

Autor: Rolf S. (audiorolf)
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Aufgrund einer PM bin ich zu diesem Teil gelangt:

"HDMI Audio Extractor Splitter SPDIF Toslink / R+L Stereo" in der Bucht. 
Ich setze keinen link rein, weil der binnen Tagen verduftet. Wer mag, 
kann danach suchen. Das Teil kostet 39,- und löst erst einmal mein 
Problem, weil es S/PDIF optisch rausgibt. Werde es mal aufschreiben und 
schauen, ob man da mit I2S drankommt. Sonst brauche ich wieder einen 
S/PDIF zu I2S und dann auch noch einen S/PDIF splitter.

Wäre schon nett, wenn man dies alles auf EINEM board hätte.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Rolf S. schrieb:
> Wäre es möglich mit dem FPGA aus dem HDMI-Video-Signal das integrierte
> hochaufgelöste Audiosignal rauszuziehen?

Die HDMI-Transceiver haben das z.T. integriert und liefern das S/PDIF 
frei Haus.

Autor: Kest (Gast)
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Da hier schon langsam von Video geschrieben wird...
2x Input, 2x Output PIP, splitten und so weiter ist nicht einfach mal 
eben so am WE gemacht. Wenn schon mehrere Inputs und Outputs, dann auch 
mit Genlocks, um Videosströme zu synchronisieren. Dazu kommen noch 
unendlich viele unterschiedliche Videonormen, Farb-Formate und und 
und...
Dann noch DDR2/DDR3 Speicher drauf -- da wird nichts mit TQFP und 
zweilagiger Platine.
In den letzten Jahren habe ich das eine oder andere Video-Board designt 
und FPGA Designs dazu gemacht -- es wird nichts mit DIY!

Mein Rat ist -- das Mainboard (mit IOs) selber designen. Dadrauf wird 
dann irgendein BeMicro/Trenz/Terrasic Board draufgeklatscht und gut ist 
:-D

Kest

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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Kest schrieb:
> Mein Rat ist -- das Mainboard (mit IOs) selber designen. Dadrauf wird
> dann irgendein BeMicro/Trenz/Terrasic Board draufgeklatscht und gut ist

Das wäre auch mein Ratschlag. Was man kaufen kann, baut man nicht 
billiger nach.

Wenn ihr ein PCB baut, wo ich meine Gitarren und Amps anschließen kann, 
nehme ich euch welche ab.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Das ist doch mal ein Wort. Ich habe eine neue Idee unter anderem wegen 
dieser Diskussion:

Beitrag "Re: Ideen für Musik-FPGA-Projekte?"

Man nimmt ein Zynq-System und wirft die Audio-Sachen in einen parallelen 
FPGA. Ich habe mal durchgerechnet, dass ein Zynq-Module und ein 
aktueller Artix zusammen Platz für einen hochkarätigen Audio-DSP, 
Video-GUI und einen digitalen Synthesizer mit 4096 Oszillatoren hätte. 
Alternativ kann die Synthese-engine SDR und DDS mit entsprechender 
Bandbreite - praktisch ca 200 MHz fs oder 8x100 MHz virtuell. Das würde 
sogar für quasi UHF-Radare reichen.

Autor: Mark Brandis (markbrandis)
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Jürgen, in welcher Region lebst Du so ungefähr? Wenn man so ein Projekt 
ernsthaft gemeinsam durchziehen will, wird man sich auch mal persönlich 
treffen wollen.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Östlich von Frankfurt.

Eine Idee hätte ich noch: Diejenigen, die sich aktiv an der Entwicklung 
beteiligen, bekommen eine Grundversion meiner Audioplattform mit 
Synthie, und zwar soweit abgespeckt, dass es reinpasst - mit 
entsprechend angepasstem MIDI-Prozessor, damit er normales MIDI 
versteht.

Vielleicht mache ich auch ein fund raising: 100 user sollten sich finden 
lassen, meine ich, oder?

Autor: Mark Brandis (markbrandis)
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Jürgen S. schrieb:
> Östlich von Frankfurt.

In Polen? :)

Autor: Dose (Gast)
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Jürgen S. schrieb:
> Man nimmt ein Zynq-System und wirft die Audio-Sachen in einen parallelen
> FPGA. Ich habe mal durchgerechnet, dass ein Zynq-Module und ein
> aktueller Artix zusammen Platz für einen hochkarätigen Audio-DSP,
> Video-GUI und einen digitalen Synthesizer mit 4096 Oszillatoren hätte.
> Alternativ kann die Synthese-engine SDR und DDS mit entsprechender
> Bandbreite - praktisch ca 200 MHz fs oder 8x100 MHz virtuell. Das würde
> sogar für quasi UHF-Radare reichen.



Ich glaube da geht mehr. Ich habe beim Sparten3 bereits 200MHz bei DDS 
erreicht.

Hängt etwas von der Datenbreite ab und ob du ohne Multiplikationen 
auskommst.

Beitrag #4437457 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Dose schrieb:
> Ich glaube da geht mehr. Ich habe beim Sparten3 bereits 200MHz bei DDS
> erreicht.

Bei einer festen Frequenz die gut zum Takt passt, ja. Aber variabel, 
einstellbar muss man einiges gegen die Granularität des Taktes bei 
krummen Verhältnissen und die Phasensprünge unternehmen. So richtig gut 
klappt DDS bis etwa einem Zehntel des Systemtaktes. Mehr geht mit 
schnellen DACs und Analogschaltern mit mehreren Kanälen.

Autor: Kameramann (Gast)
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Ich werfe mal den Kintex-7 XC7K160T-2CF in die Diskussion. Der ist 
ebenfalls mit der Webedition (Vivado) zu bespassen, es erforderte nur 
eine Quelle für eine preisgünstige Basisplatine. Trenz hat ein Modul zu 
6xx,- im Portefolio. Duck und weg ..

Autor: Andreas F. (chefdesigner)
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Ich wärme das Thema nochmal auf, indem ich die Idee von Herrn Kameramann 
mit Blick auf die Kosten eines Kintex verwerfe und nochmals daran 
erinnere, daß hier eigentlich mal angedacht war, ein eigenes PCB zu 
entwerfen.

Sollte man diesbezüglich nicht mal Ideen sammeln?

Videotechnik ließe sich sicher integrieren, um die Kamerafreunde 
zufrieden zu stellen.

Autor: Lars R. (lrs)
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Vielleicht noch einmal ein paar Kritieren für ein solches 
Community-Projekt aus meiner Sicht:
. Jeder sollte es bauen können, erweitern können und etwas anschließen 
können.
. Mehrere Migrationsstufen des FPGA
. PCBs sollten günstig sein ->max. 4 Layer (zB dirty-pcbs)
. Zeitaufwand und Kosten für kleinste Stückzahlen sollten gering sein
  -> letztlich baut jeder seine Exemplare selbst
  -> wenige Bauteile
  -> Hohe Stückzahlen benötigen Kickstarter o.ae.
. Layout einfach erweiterbar/veränderbar; zB 3V3-CMOS traces auf LVDS 
optimieren
. Insgesamt Billig.
. Klein. Je kleiner, desto mehr Anwendungsfälle. Vergrößern kann man das 
Board-Layout individuell jederzeit.

Letztes Jahr hatte ich in diesem Thread den Altera Max10 angesprochen. 
Dazu habe ich einen neuen Thread aufgemacht, um zu sehen, ob es 
Interesse konkret zu diesem FPGA gibt: 
Beitrag "Altera Max10 Breakout Board"

Manche Wünsche von weiter oben halte ich für nicht zielführend. Sehr 
vieles (oder alles?), was am Ende über 100+xEUR kostet, kann man 
günstiger fertig kaufen. Da ist dann auch alles Mögliche drauf. Beispiel
ZynqBerry für 109EUR: 
https://shop.trenz-electronic.de/en/detail/index/s...

Auch die Verwendung von DDR-Speicher direkt auf dem FPGA-Board, ist 
schwer darstellbar: Mit 4 Lagen ist es kaum machbar. Boards mit 6 Lagen 
sind in geringen Stückzahlen teuer. Schnell ist etwas Gekauftes 
billiger. Den DDR-Speicher löten kann auch nicht jeder. Dazu 
Inbetriebnahme und Test.

Autor: Tobias L. (murxwitz)
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Ich würde auch ein "allgemeines" Erweiterungsboard mal in die Runde 
werfen. Viele Xilinx Boards, welche man besonders als Student von 
Digilent recht günstig bekommt, haben einen FMC Erweiterungsanschluss. 
Nur kosten die Erweiterungsboard meist mehr als das ganze FPGA Board... 
Und selbst löten ist bei dem Stecker ohne Ofen quasi unmöglich.
Wenn man dafür ein Breakoutboard macht, was die meisten Leitungen auf 
Stiftleiste und evtl. ein paar Paare auf Sata herrausführt baut, kann 
man auf dieser Basis selbst was bauen.
Als Idee: 
https://danstrother.com/2010/12/04/fmc-lpc-to-sata...

Autor: Weltbester FPGA-Pongo (Gast)
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Lars R. schrieb:
> Insgesamt Billig.
> Schnell ist etwas Gekauftes billiger.

Lars, Du widersprichst Dir inhaltlich. Auch ohne DDR-Speicher und 
X-lagig gilt die Aussage, daß Gelauftes billiger ist. Besonders die 
billigen PCBs sind in keinster Weise nachbaubar, haben aber alles drauf, 
was man will - auch SATA!

Tobias L. schrieb:
> Wenn man dafür ein Breakoutboard macht, was die meisten Leitungen auf
> Stiftleiste und evtl. ein paar Paare auf Sata herrausführt baut, kann
> man auf dieser Basis selbst was bauen.

Ich meine, das aktuelle Altera Cyclone PCB hätte das drauf und die 
2.54er Stiftleistenverkabelung hast Du z.B. bei einigen Boards von 
Trenz. Für die gibt es die fertig zu kaufen. Endlose Stiftleisten.

Nein, Leute - ihr müsst Dinge bauen, die es SO nicht gibt! Nur das macht 
Sinn. Alles andere kann sich jeder kaufen, wie er es braucht, muss keine 
Kompromisse machen und es ist 10-mal billiger. Schon wegen der Bauteile. 
Selbst die dicksten Evaluierungs-PCBs, wo man 50% nicht gebrauchen kann, 
sind erheblich wirtschaftlicher. Bestellen, Kaufen, Anschalten und wenn 
es nicht geht, Garantiefall melden!

Wer will sich denn hinstellen, und BGA-Gehäuse selber löten und 50h 
investieren, um so ein Dingens zum Laufen zu bekommen. Ich nicht.

Ich werfe jetzt einfach was Gegenteiliges in die Diskussion:

1. Man macht eine Liste der Funktionen, die die Leute wollen.
2. Es gibt eine Kostenaufstellung, was das jeweils kostet und wie man es 
kaufen und zubauen kann
3. Es gibt einen Schnitt, der von den Meisten preislich akzeptiert ist 
und die Funktionen enthält, die dafür machbar sind.
4. Das wird abgestimmt und verbindlich bestellt
5. Dann wird gebaut und gekauft oder es wird verworfen

Ich tippe darauf, daß hier nichts zustande kommt, weil die Meisten hier 
Billigheimer sind, die zwar 1000 Funktionen wollen, aber das Ganze für 
unter 200,-!

Ich behaupte, daß ein PCB, dass weniger als 200,- kostet, überhaupt 
nicht wirtschaftlich ist, weil man dessen Funktionen für 300,- 
konventionell irgendwo mitkaufen kann und man so nicht gezwungen wird, 
10 Stk abzunehmen, um die Entwicklungskosten und HSK zu verteilen.

Andere Meinungen?

Autor: Lars R. (lrs)
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Weltbester FPGA-Pongo schrieb im Beitrag #4661565:
> Lars R. schrieb:
>> Insgesamt Billig.
>> Schnell ist etwas Gekauftes billiger.
>
> Lars, Du widersprichst Dir inhaltlich.

Nur, wenn man es aus dem Zusammenhang reist. Siehe folgend.

> Ich behaupte, daß ein PCB, dass weniger als 200,- kostet, überhaupt
> nicht wirtschaftlich ist, weil man dessen Funktionen für 300,-
> konventionell irgendwo mitkaufen kann und man so nicht gezwungen wird,
> 10 Stk abzunehmen, um die Entwicklungskosten und HSK zu verteilen.

Meiner Ansicht nach ist das Gegenteil der Fall, aber aus den selben 
Gründen die Du genannt hast. Nur ein Board, dass max. ca. 100EUR kostet, 
kann wirtschaftlich sein. Es kann sich nur etwas lohnen, dass bei 
kommerziellem Verkauf nicht genug Marge abwirft. Kommerziell verfügbare 
Boards ab 80EUR und erst recht ab 200EUR gibt es in nahezu allen 
Kombinationen von Features und FPGA-Ausbau-Stufen.

> 1. Man macht eine Liste der Funktionen, die die Leute wollen.

Ein kleinstmögliches, billiges FPGA-Board mit bestmöglichstem 
Preisleistungsverhältnis und mehreren möglichen FPGA-Ausbaustufen, bei 
dem jeder selbst nach Projekt-Bedarf Peripherie anschließen kann. 
Eventuell steht diese Peripherie dann ebenfalls allgemein zur Verfügung.

> Nein, Leute - ihr müsst Dinge bauen, die es SO nicht gibt! Nur das macht
> Sinn. Alles andere kann sich jeder kaufen, wie er es braucht, muss keine
> Kompromisse machen und es ist 10-mal billiger.

In der Tat.

> Ich tippe darauf, daß hier nichts zustande kommt, weil die Meisten hier
> Billigheimer sind, die zwar 1000 Funktionen wollen, aber das Ganze für
> unter 200,-!

Tja. Manche haben die Annahme, man könne ein kommerziell bereits 
verfügbares Board hier billiger bekommen. Das geht nicht. Muss man klar 
sagen, dass das nicht das Ziel sein kann.

Autor: Weltbester FPGA-Pongo (Gast)
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Lars R. schrieb:
> Meiner Ansicht nach ist das Gegenteil der Fall, aber aus den selben
> Gründen die Du genannt hast. Nur ein Board, dass max. ca. 100EUR kostet,
> kann wirtschaftlich sein. Es kann sich nur etwas lohnen, dass bei
> kommerziellem Verkauf nicht genug Marge abwirft.

Seit reden wir denn von großen Stückzahlen und kommerziellen Aspekten? 
Habe ich was verpasst?

> Boards ab 80EUR und erst recht ab 200EUR gibt es in nahezu allen
> Kombinationen von Features und FPGA-Ausbau-Stufen.
Es gibt sie auch zu 29,- in der Bucht. Such mal. Ich habe hier so 
ziemlich ALLE boards rumliegen, die man so in den letzten Jahren hat 
kaufen können.

Liste von FPGA Eval boards

Glaub mir: Keines davon baust Du billiger nach.

>> Kompromisse machen und es ist 10-mal billiger.
> In der Tat.

Was ist denn dann Deine Aussage? Was willst Du denn für 100,- bauen, was 
es noch nicht gibt? Und kannst Du besser bauen, als Digilent und 
Konsorten?

Autor: Lars R. (lrs)
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Weltbester FPGA-Pongo schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Meiner Ansicht nach ist das Gegenteil der Fall, aber aus den selben
>> Gründen die Du genannt hast. Nur ein Board, dass max. ca. 100EUR kostet,
>> kann wirtschaftlich sein. Es kann sich nur etwas lohnen, dass bei
>> kommerziellem Verkauf nicht genug Marge abwirft.
> Seit reden wir denn von großen Stückzahlen und kommerziellen Aspekten?
> Habe ich was verpasst?

Wenn etwas mit zunehmender Stückzahl kaum Kosteneinsparungen bringt, 
dann bringt es auch kaum Marge. Dies ist dank China bei 2-Lagen-PCBs und 
auch 4-Lagen-PCBs der Fall. Ebenso mit PCBs, auf denen sich kaum Teile 
befinden. Logistik, Verwaltung, Verkauf fallen ja dennoch an...

Ein solches Board ist meiner Ansicht nach aber dennoch attraktiv, wenn 
man es als Plattform für verschiedene Dinge her nimmt.

>> Boards ab 80EUR und erst recht ab 200EUR gibt es in nahezu allen
>> Kombinationen von Features und FPGA-Ausbau-Stufen.
> Es gibt sie auch zu 29,- in der Bucht. Such mal. Ich habe hier so
> ziemlich ALLE boards rumliegen, die man so in den letzten Jahren hat
> kaufen können.
>
> Liste von FPGA Eval boards
>
> Glaub mir: Keines davon baust Du billiger nach.

Ich stimme Dir zu.

>
>>> Kompromisse machen und es ist 10-mal billiger.
>> In der Tat.
>
> Was ist denn dann Deine Aussage? Was willst Du denn für 100,- bauen, was
> es noch nicht gibt? Und kannst Du besser bauen, als Digilent und
> Konsorten?


Siehe Beitrag "Altera Max10 Breakout Board". Kleines Board mit 
einem FPGA bis 50KLut mit Onchip-Spannungswandler, onchip-Flash usw. Der 
Mehrwert entstünde auch nicht nur dadurch, dass man sich 
Entwicklungsaufwand teilt (so viel ist es ja nicht), sondern dadurch, 
dass mehrere die selbe Plattform für verschiedene nutzen. Außerdem ist 
es günstiger.
Wenn man aber all seine FPGA-Projekte ohnehin wieder einstampft oder 
nach der Fertigstellung anders weiterverwendet, dann benótigt man 
ohnehin nur ein Board. Und das kann man dann auch kaufen.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Lars R. schrieb:
> Auch die Verwendung von DDR-Speicher direkt auf dem FPGA-Board, ist
> schwer darstellbar: Mit 4 Lagen ist es kaum machbar.
Das verstehe ich nicht. Wo will man den DDR-Speicher denn sonst 
dranbringen, wenn nicht ans FPGA??

> Kleines Board mit einem FPGA bis 50KLut
Das ist nicht die Idee meines Beitrags. Für ein kleines Dingens, das 
fast nichts kann, setze ich mich nicht hin.

Ich verweise hinsichtlich meiner Beteiligung an dem Projekt auf meine 
Aussage weiter oben, daß für mich nur eine Lösung infrage kommt, die auf 
Leistung hinausläuft. Das bedeutet, daß ich keinen billigen langsamen 
Schlumpi-FPGA haben will, sondern das Leistungsfähigstes, was aus Sicht 
der Herstellung und Programmierung machbar ist.

Was Programmierung angeht, bedeutet das :

1. Entweder Altera oder Xilinx. Die anderen kann man abhaken!
2. Es müssen die freien Versionen sein. Sowohl Quartus als auch Vivado 
haben inzwischen einen Logic Analyzer mit drin, von daher bin ich offen.
3. Die jeweils halbwegs gut verfügbaren, gängigen und bezahlbaren Chips, 
wären hier Cyclone V und Artix 7.

Von meiner Seite fällt aus kurzsichtigen Gründen der Wahl auf den 
Cyclone, für die Allgemeinheit wäre aber der Artix 7 besser.

Was Herstellung angeht, bedeutet das :

1. Ich brauche Leistung, Speicher und Spezialchips.
2. Ich löte aber kein FPGA und kein DDR-RAM drauf und auch sonst keine 
Problem-Chips. Auch der Bastler wird das nicht wollen.
3. Wir brauchen einfache Erweiterungsports in Form von LVDS gepaart, die 
per Kabel auf Selbstbau-PCBs routbar sind.

Von meiner Seite fällt da die Wahl eindeutig auf ein käufliches 
FPGA-Modul als plugin oder ein fertiges Testboard von Terrasic oder 
Digilent. Die kann man auch noch eine Weile nachkaufen.

Stecker in hoher Qualität haben die genug. Es ist dann dem User 
überlassen, ob es ab FMC oder was auch immer mit einer super 
flexi-Leitung auf ein anders board überwechselt oder Stippen dranlötet.

Was ich absolut brauche, wären neben USB und COM mehrere I2S, weil ich 
dafür Audiomodule kaufen kann sowie mindestens 1x Video über HDMI über 
einen Transceiver. Was dazu gut wäre, I2C und CAN und idealerweise 2 
Video-Ausgänge.

Ich denke, wenn man Video mit drauf hätte, gäbe es auch Interessenten 
und eine I2S-Strecke zu etablieren kriegen auch die Nichtaudioisten hin. 
Solche Module, die AD,DA und S/PDIF machen, gibt es für 20,- vom 
Chinesen, also als Nachkaufteil bei Bedarf.

Aus aktuellem Anlass wäre entweder ein board mit FPGA und Mehrfach-Video 
interessant, oder ein board mit allenmöglichen Zusatzfunktionen, in das 
ein fertiges Modul reingesteckt wird.

Autor: Lars R. (lrs)
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Jürgen S. schrieb:
> Lars R. schrieb:
>> Kleines Board mit einem FPGA bis 50KLut
> Das ist nicht die Idee meines Beitrags. Für ein kleines Dingens, das
> fast nichts kann, setze ich mich nicht hin.
>
> Ich verweise hinsichtlich meiner Beteiligung an dem Projekt auf meine
> Aussage weiter oben, daß für mich nur eine Lösung infrage kommt, die auf
> Leistung hinausläuft.

Mach Dich mal nicht verrückt. Wie FPGA-Pongo schon schrieb, hier kommt 
sehr wahrscheinlich ohnehin nichts zu stande. Es wird auch KEINER, der 
Deinen Vorschlag für ein xxxxEUR Board gut findet, sich nun plötzlich 
von Dir abwenden und einem xx EUR Board zu wenden.

> 2. Ich löte aber kein FPGA und kein DDR-RAM drauf und auch sonst keine
> Problem-Chips. Auch der Bastler wird das nicht wollen.

Für was "setzt Du Dich dann hin"? Hast Du Dein 20Lagen-Design endlich 
fertig, Prototyp getestet und suchst jetzt für die Sammelbestückung? Um 
was geht es Dir hier denn genau? Erkenne, dass Dein Anliegen eine 
Neverending-Story ist.

> Von meiner Seite fällt da die Wahl eindeutig auf ein käufliches
> FPGA-Modul als plugin oder ein fertiges Testboard von Terrasic oder
> Digilent.

"Das ist nicht die (ursprüngliche) Idee Deines Beitrags."

> [weitere Dinge]

Kauf Dir doch einfach Dein Board oder zwei und fertig; wie von 
FPGA-Pongo geschrieben. Oder meinst Du, hier finden sich 10 Mann, die 
alle ein ganz bestimmtes FPGA-Board für 1000+xEUR kaufen und dafür macht 
man dann gemeinsam ein Extensionboard, dass jeden nochmal 500+-EUR 
kostet?

Autor: Gustl Buheitel (-gb-)
Datum:

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Also von Trenz gibt es mittlerweile sehr schön bastelfreundliche Boards 
mit Spannungsversorgung, Flash und Artix. Das baut man selber auch nicht 
günstiger.

Wenn man was bauen will, dann etwas das es eben so noch nicht gibt.
Und da würde mich ein FPGA Board mit schnellem ADC interessieren. 
Möglichst universell, damit man damit sowohl Oszi als auch SDR oder 
sonst was bauen könnte. Dann etwas schnelles RAM, ich mag ja SRAM ganz 
gerne weil man da schön wahlfrei schnell schreiben kann. Dann noch 
schnelles USB/Gigabit.

Aber auch das ist eben Nische und wollte man alle glücklich machen 
müsste man ein Borad mit allem drauf bauen von dem dann jeder kaum was 
verwendet oder eben viele Boards die sehr speziell sind.

: Bearbeitet durch User
Autor: Lars R. (lrs)
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Gustl B. schrieb:
> Wenn man was bauen will, dann etwas das es eben so noch nicht gibt.
> Und da würde mich ein FPGA Board mit schnellem ADC interessieren.

Das gibt's doch schon. Man baut kein Highperformance-Board 
(Anforderungen an Design, PCB, Zeitaufwand) und auch kein 
Multi-features-Board, um ein paar hundert Euro beim Einzelstückkauf zu 
sparen. Dann kauft man sich das fertig. Man spart diesbezüglich beim 
Selbstbau nämlich nichts, wie hier bereits mehrfach geschrieben wurde: 
Zeitaufwand; PCB und Bestückung müssen auf geringe Stückzahl umgelegt 
werden; Prototyp relativ teuer, usw.

Nunmehr trifft dies auch auf Board mit lediglich "guter" Performanz 
zu...

Den Sinn dieses Beitrags habe ich wohl wirklich nicht verstanden...
A. Etwas gemeinsam tun; jeder kann etwas beitragen
B. Ich wünsch mir was, das ich selbst nicht auf die Reihe bekomme; 
vielleicht macht's ja jemand anders kostenlos für mich

: Bearbeitet durch User
Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
Datum:

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Vielleicht sollte ich nochmal verdeutlichen, was meine Aussage ist:

Ich hatte den thread vor 6 Jahren gestartet, weil es damals nicht die 
gewünschte Performance auf den boards gab und zudem wichtige 
Schnittstellen für mich fehlten. Ich bin nach wie vor der Ansicht, dass 
Schnittstellen wie S/PDIF z.B. für viele Interessant sein könnten, weil 
sie daheim Audio haben und damit bauen möchten.

Die Idee von Gustl habe ich auch schon mehrfach angestossen: Steckboard 
kaufen und den Rest dazubasteln. Ich habe das hier ja kurz danach auch 
getan:
http://96khz.org/htm/drumcomputerspartan6.htm

Das IST ein Trenzboard, mit dem damals aktuellen Spartan 6. Problem:

Inzwischen geht der Markt dahin, dass Audio mehr über HDMI übertragen 
wird und ich auch Video brauche. Das kann man aber nicht einfach 
dranbasteln, sondern es muss auf die Platine drauf. Leider habe ich 
bisher kein kommerzielles Videobaord ausmachen können, dass einen 
ausreichend schnellen FPGA UND Video-outs hat. Ein anderes board, das 
ich ebenfalls damals von Trenz erworben hatte, das Digilent Atlys kriegt 
leider kein 1080p60 raus, weil es keine Transceiver hat und nur Buffer, 
wo man sich das TMDS-timing selber bauen muss und mit den SERDES-IOs 
auch 1GHz limitiert ist. Da geht nur 1080p30. Reicht mir aber nicht.

Die Idee war also, ein Board zu bauen, in das man einen ARTIX7 von Trenz 
reinsteckt und das 2x Video Ein-Aus hat, damit man was verschalten kann 
und das auch über Audio I2S verfügt, damit man S/PDIF dranknüpfen kann.

Es kann aber sein, dass es demnächst ein solches board geben wird, mit 
mehreren analogen Audio-Eingängen, mehreren MIDI-Eingängen und wohl auch 
USB3.0  :D

Die Frage ist nur, ob es auch dem privaten Consumermarkt in 
programmierbarer Weise zur Verfügung stehen-, ob man Stiftleisten für 
Bastler finden- und ob der Endpreis für den Bastler von Interesse sein 
wird. Wahrscheinlich eher nicht.

Schaun mer mal ...

Falls das Gerät gebaut wird kann ich gfs Prototypenplatinen anbieten. 
Bei ausreichendem Interesse wird das auch preislich angenehm sein, denke 
ich mal.

Autor: Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite
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Ich sehe folgendermaßen eine Chance, viele Leute hier unter einen Hut zu 
bekommen:

Man fängt erstmal mit kleinen PCBs an (OSH-Park 4-Fach-Layer), und zwar 
mit minimaler Beschaltung. Quasi ein 'minimum system board', ohne dass 
man sich auf irgendwelche (teuren) Stecker-Normen festlegen muss. Nur 
Spannungsregler und Block-Kondensatoren und 1,27mm-Raster.

Diese Module kann dann jeder für sein Projekt z.B. auf 1,27mm-Lochraster
oder - mit PLCC-Sockel - auf eine 2,54mm-Lochraster löten und seine
eigene Peripherie drum bauen.

Vielleicht kommen dazu noch
* Mini-PCBs mit Steckern (HDMI, TOSLINK, LVDS, ...) oder
* größere Module mit RAM oder mehreren FPGAS usw.
dazu, je nach Bedarf.

Nichts hält länger als ein Provisorium. Wenn sich aber Synergien 
zwischen mehreren Projekten bilden, die ähnliche Kombinationen aus 
diesen Modulen und Peripherie benötigen, entsteht daraus etwas größeres.

Wichtig ist, dass man nicht alle Layouts nochmal neu manchen muss, 
sondern die Teil-Layouts nur noch mit cut&paste zusammen kopiert.

Außerdem kann man 'kleine 4-Layer-Module' auch gut auf einene 'große 
2-Layer-PCBs' löten.

Ach ja, die Lochraster-PCBs gibt es bei Daniel W. (daniel_w29):
Beitrag "Re: [V] Sammelbestellung FR4 Lochraster Herbst/Winter 2013"

Autor: Lars R. (lrs)
Datum:

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@Jürgen S.:
Verstehe.

@torsten_c:
Soetwas habe ich im anderen Thread angedacht. Aber an den Anforderungen 
von Jürgen (2x FHD@60p jeweils per HDMI-Chip + viel schneller Speicher + 
weiteres) geht es komplett vorbei. Das kann schon mit dem 484er package 
knapp werden.

Autor: Klakx (Gast)
Datum:

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Ich höre hier viele bedenken gegen RAM. Aber wieso nicht einfache 
Stecksockel für RAM? Und der Witz daran ist, man kann auch seine 
billigen Adapter Boards dafür ausgelegt einfach reinklicken. Kommt 
wesentlich billiger als FMC.

Autor: Weltbester FPGA-Pongo (Gast)
Datum:

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Mit RAM-Stecksockeln meinst Du sicher eine Lösung wie in PCs, nehme ich 
an. Dir ist sicher bekannt, dass die inzwischen mit einigen Tricks 
interleaved betrieben werden, um die Bandbreiten zu schaffen?

Das können FPGAs so ohne Weiteres nicht und mehr, als 800Msps an 
Bitbandbreite ist da nicht drin. Da reicht ein einfacher Chip. Der ist 
einfacher zu verdrahten.

Autor: Jürgen S. (engineer) Benutzerseite
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Die RAM-Stecker hätten eine gewisse Berechtigung, wenn man die Pins 
erhalten will. Die lösung hat was, keine Frage. Es ist nur so, daß die 
Prozessoren ganz andere Möglichkeiten haben, die Augen einzutrainieren, 
als FPGAs und von daher ist es grundsätzlich einfacher, ein RAM direkt 
anzuschließen und dies eben mit kurzen und einigermassen gematchten 
Leitungslängen. Ich habe auf einem board nämlich so eine Lösung mit 
einem Cyclone und die ist so prickelnd nicht. Man kann ein SO-DIMM 
reinstopfen, um auf 256k zu kommen.

Da die fokussierte Lösung habe darin besteht, ein Modul einzupluggen, 
das bitte sehr schon DRR enthält, stellt sich die Frage nicht.

Vielleicht kann man das aber zusätzlich ins Auge fassen, um eine 
RAM-Erweiterung zu machen, die man fremdnutzen kann. Allerdings habe ich 
mal nachgesehen: Die FMC-Stecker sind so viel teuerer nicht, man kann 
aber mit einem konfektionierten Stecker direkt an eine Platine dran - 
gfs durch Splitten der Leitungen in beliebiger Konfiguration. Bei einem 
RAM-Sockel müsste erst einer eine Platine bauen.

Autor: Thomas Ulrich (Firma: TU Systementwicklung) (thomasu)
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Ich hätte auch Interesse an einem Entwicklungssystem, allerdings weniger 
so, wie der Gigant von Bob dem Baummeister

Beitrag "Re: Suche Mitwirkende für Universal-FPGA board"

... sondern eher schon so, wie von u.a. von Kest vorgeschlagen, mit 
einem Steckmodul. Auch in meinem Fall wäre es Video. Es gibt da zwar 
einige Systeme unter anderem das Milkymist, aber das arbeitet auf einem 
langsmen FPGA. Ich brauche etwas DSP-fähiges für Bildverarbeitung, auf 
dem sich schnell mal Funktionen implementieren und testen liessen, bevor 
es ans Design geht.

Ich habe zwar von Kunden hier einige Videoplattformen herumliegen, aber 
die haben alle das gleiche Problem: Entweder ein teuerer super Chip, der 
die käufliche Software erfordert oder ein Schaltung gemäß design to cost 
auf der jeweils der billigste FPGA verwendet ist. Bei einem war ich 
jetzt in der Lage, einen pin-gleichen selber umzubestücken, aber das ist 
keine Lösung.

Mein Tipp wäre auch Altera!

Autor: Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite
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Thomas U. schrieb:
> ... sondern eher schon so, wie von u.a. von Kest vorgeschlagen, mit
> einem Steckmodul. Auch in meinem Fall wäre es Video.

Auch in meinem Fall.
Also nur ein FPGA + LDOs + Block-Kondensatoren + Config-EEPROM?
Ich wäre dabei! :)

Siehe auch 'ErstmalKleinAnfangen.png' und 'Briefmarken-Federn.png' im 
Beitrag "Re: Suche Mitwirkende für Universal-FPGA board".

Beginnen wir mit einem OSH-Park 4-Fach-Layer?
http://docs.oshpark.com/services/four-layer/
Drei Stück sind m.E. optimal für den Anfang.
Nach den ersten praktischen Einsätzen ergeben sich 
Verbesserungsvorschläge.

Lars R. schrieb im Beitrag "Re: Altera Max10 Breakout Board"
> Torsten C. schrieb:
>> Lars R. schrieb:
>>> Hier ist ein Beispiel:
>>> http://www2.hdl.co.jp/en/index.php/plcc68-series/a...
>> Diesen Formfaktor finde ich gut!
> Der Nachteil ist, dass nur sehr wenige GND-Pins zur Verfügung stehen.

Warum benötigt man viele GND-Pins?
Vier Stück (z.B. einer an jeder Ecke oder an jeder Seite) wären doch bei 
einem 4-Fach-Layer mehr als genug. Oder?

: Bearbeitet durch User
Autor: Dito (Gast)
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Torsten C. schrieb:
> Warum benötigt man viele GND-Pins?
> Vier Stück (z.B. einer an jeder Ecke oder an jeder Seite) wären doch bei
> einem 4-Fach-Layer mehr als genug. Oder?

Es kommt darauf an ob Dir die Integrität deiner Ausgangssignale ans Herz 
gewachsen sind.
Die FPGAs haben nunmal relativ starke Ausgangstreiber in Ihren IO-Zellen 
deren Konfigurierbarkeit der Treiberstärke aber nur den Karakter 
garantiert nicht weniger mA als angegegeben haben...

Was denkst Du warum FPGA Hersteller rund 20-30% der teuren Anschluesse 
am FPGA Gehäuse als GND spendieren anstatt dort IO-Zellen zu spendieren? 
Am Unwillen der FPGA Hersteller liegts schon mal nicht ;)

Und selbst mit derart vielen GND Anschluessen haben die FPGA Hersteller 
Probleme die Signalintegrität an allen Ausgängen einer Bank zu 
garantieren (Stichwort WASSO)

Gruß Dito

Autor: Thomas Ulrich (Firma: TU Systementwicklung) (thomasu)
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Torsten C. schrieb:
> Auch in meinem Fall.
> Also nur ein FPGA + LDOs + Block-Kondensatoren + Config-EEPROM?
> Ich wäre dabei! :)
Ich glaube wir sprechen ein wenig aneinander vorbei. Die Lösung, die mir 
vorschwebt, war, alles andere drum herum zu bauen und die FPGA-unit zu 
kaufen. Ich habe selber schon FPGA boards entwickelt und darf Dir sagen, 
daß alles, was über 50MHz hinausgeht, etwas an Aufmerksamkeit und 
Erfahrung erfordert. Sobald Du Ausgänge mit 100MHz und mehr verwursten 
willst, brauchst Du ein exzellentes Layout und dies auf einem Level, das 
Ich selbst schon nicht mehr zu bringen in der Lage bin. Solche Sachen 
beauftrage ich meistens an entsprechende Firmen, die auch qualifizierte 
Layouter und Bestücker an der Hand haben.

> Drei Stück sind m.E. optimal für den Anfang.
> Nach den ersten praktischen Einsätzen ergeben sich
> Verbesserungsvorschläge.
Ich denke, daß man mit wenigstens 50 pcs kalkulieren muss, um auf Preise 
zu kommen und dass es den Aufwand lohnt. Weil wenn ich mich 2 Wochen 
hinsetzen soll, kann ich anstatt der Einnahmeverluste auch 5 fette 
Avnet-boards nehmen, parallel schalten, um auf meinen Bedarf zu kommen. 
Und die habe ich in 2 Wochen direkt auf dem Tisch!

> Warum benötigt man viele GND-Pins?
> Vier Stück (z.B. einer an jeder Ecke oder an jeder Seite) wären doch bei
> einem 4-Fach-Layer mehr als genug. Oder?
Schon mal ein HF-Design in Betrieb genommen? Ein Cyclone V z.B., der für 
ein solches Projekt in Betracht käme, hat laut SPEC bei 100MHz 
Schaltfrequenz und vollem Strom auf nicht benachbarten Ausgängen gerade 
4-5 Pins, die ohne SSO-issue arbeiten. Alles andere erfordert Beachtung 
und gfs Messung. Die GNDs sind ein absolutes Problem. Schon von daher 
ist es einfacher, sich ein board zu kaufen und zu testen, ob es taugt 
und dann weitere zu bestellen, statt ins Blaue hinein zu bauen.

Wenn es nur darum geht, eine nackte FPGA-Platine mit Lochraster zu 
erhalten, dann würde ich das einfach bestellen. Die Kosten für solche 
Viecher liegen im Bereich unter 100,-. Das ist der Gegenwert von einer 
Stunde Ingenieursdienstleistung + Märchensteuer.

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