Hallo zusammen,
ich bin relativ neu in der Welt der programmierbaren Logik und habe in
den letzten Wochen mit dem Artix7 ,dem ICE40 und dem MACHXO2 erste
Erfahrungen mit VHDL gesammelt.
Nun wäre es für ein Projekt interessant einen FPGA mit 5 Volt fähigen
I/Os zu haben. Leider finde ich dazu nur veraltete Beiträge und Seiten
von FPGAs die es gar nicht mehr zu kaufen gibt. Stimmt mein Eindruck
oder übersehe ich da etwas?
Des Weiteren wäre es interssant zu wissen ob es fertige Lösungen mit
ADC/DACs gibt.
freundliche Grüße
VHDL-Neuling schrieb im Beitrag #5005404:
> Nun wäre es für ein Projekt interessant einen FPGA mit 5 Volt fähigen> I/Os zu haben.
Hochspannungs-FPGAs gibt es schon seit vor der Jahrtausendwende nicht
mehr.
> Des Weiteren wäre es interssant zu wissen ob es fertige Lösungen mit> ADC/DACs gibt.
Es gibt ganz vereinzelt FPGAs mit ADC on Chip. Und man kann mit
LVDS-Buffern einen ADC aufbauen (siehe Appnote von Lattice
http://www.latticesemi.com/~/media/LatticeSemi/Documents/WhitePapers/AG/CreatingAnADCUsingFPGAResources.PDF
oder http://cas.tudelft.nl/pubs/Homulle15fpga.pdf) und den DAC kann man
mit einer PWM machen, aber das sind Schaltungstricks, die in der Praxis
genau angeschaut werden sollten.
Schließ einfach einen kleinen seriellen ADC/DAC an und du hast genau
den Wandler, den du in deiner Applikation brauchst.
VHDL-Neuling schrieb im Beitrag #5005404:
> Des Weiteren wäre es interssant zu wissen ob es fertige Lösungen mit> ADC/DACs gibt.
Da wären die Cypress PSoC 4 oder 5 für Dich interessant.
Eine Mischung aus ARM, FPGA und Analog...
VHDL-Neuling schrieb im Beitrag #5005404:
> Des Weiteren wäre es interssant zu wissen ob es fertige Lösungen mit> ADC/DACs gibt.
Altera (jetzt Intel) MAX10-Serie. Die mit dem "A" im Namen. Mit "S" im
Namen: Nur eine Versorgungsspannung von 3,3 V. Kein externer
Konfigurationsspeicher erforderlich. Für das Layout alles recht
komfortabel.
VHDL-Neuling schrieb im Beitrag #5005404:
> Nun wäre es für ein Projekt interessant einen FPGA mit 5 Volt fähigen> I/Os zu haben. Leider finde ich dazu nur veraltete Beiträge und Seiten> von FPGAs die es gar nicht mehr zu kaufen gibt. Stimmt mein Eindruck> oder übersehe ich da etwas?
Dein Eindruck stimmt, du musst denen FPGA mit Levelshiftern umzingeln um
ihn in die 5V Welt zu bringen.
Alternativ 5V CPLDS wie xilinx XC9500 die sind noch nicht solange
obsolete wie 5V FPGA's.
Für Steckbretter gibts sowas: https://www.sparkfun.com/products/12009
Ansonsten sollte fast jeder Halbleiterhersteller ne größerer
Levelshifterfamilie haben bspw.:
http://www.ti.com/lsds/ti/logic/voltage-level-translation-overview.page
Lothar M. schrieb:> VHDL-Neuling schrieb im Beitrag #5005404:>> Nun wäre es für ein Projekt interessant einen FPGA mit 5 Volt fähigen>> I/Os zu haben.> Hochspannungs-FPGAs gibt es schon seit vor der Jahrtausendwende nicht> mehr.
"Hochspannung" +1 :-)
In 10 Jahren gibt es sicher nur noch 0,95V-Peripherie und alle fragen
sich, wieso man mal so viele unterschiedliche Spannungen gebraucht hat.
VHDL-Neuling schrieb im Beitrag #5005404:
> Des Weiteren wäre es interssant zu wissen ob es fertige Lösungen mit> ADC/DACs gibt
Auch hier mal die Frage: ist für die Anwendung ein FPGA nötig und warum?
Denn es gibt inzwischen Multicore uC mit Highspeed ADC z.B. 80 MSPS
12-bit und die Pins sind 5V-tolerant obwohl der Core mit 1.8V läuft.
Ein Core kann sich mit dem ADC beschäftigen, ein anderer FIR Filter
machen und ein weiterer mit bis zu 52 MB/sec Daten schieben.
Und kostet unter 10 EUR da kann das Artix nicht mit:
https://www.mikrocontroller.net/part/LPC4370
Lothar schrieb:> Auch hier mal die Frage: ist für die Anwendung ein FPGA nötig und warum?
Es gibt viel unterschiedliche Anwendungen für programmierbare Logik auf
dieser Welt. Für die meisten davon sind µCs ausreichend, für die meisten
von denen wiederum ganz langsame 8-Bitter.
Aber in wenigen Anwendungen tut es auch ein LPC4370, ein Intel Core
I-irgendwas oder gar eine GPU nicht bzw. wäre unwirtschaftlich. Da
können dann CPLDs und FPGAs besser geeignet sein. Das ist, verglichen
mit der Anzahl der Anwendungen für programmierbare Logik insgesamt, sehr
wenig, und das drückt sich auch darin aus, dass in diesem Forum so viel
weniger Beiträge als in µC & Elektronik kommen.
Aber das weißt du alles. Und der TO sicherlich auch. Warum stellst du
seine Frage in Frage? Er hat nicht nach schnellen MCUs gefragt. Er
möchte eine Lösung mit einem ein FPGA suchen. Und er hat sogar schon
eine plausible Antwort auf deine Frage gegeben: Nicht weil es unbedingt
nötig ist, aber "weil es ihn interessiert". Ich respektiere, dass er
ausloten will, wie eine Lösung mit FPGA aussehen könnte, und genau dafür
- und nur dafür - fragt. Vielleicht kommt er ja von sich aus zu einem
anderen Entschluss.
DZDZ
Konkret geht es in meinem Projekt darum einen Microcontroller zu
entlasten und für diesen, nach erhalt einer Flanke, den Aktuellen Winkel
eines Positionsmessgerätes (Inkrementaldrehgeber, EnDat-Encoder, ...)
zur Verfügung zu stellen. Aufgrund der Einbindung dieses Projekts in
diverse Messaufbauten hätte es in Zukunft interessant sein können ob es
auch FPGAs gibt die mit 5 Volt laufen, da hier leider noch sehr viel 5
Volt Technik bei uns vorhanden ist. Die Idee mit den Levelshiftern haben
wir schon umgesetzt, nur war jetzt die Frage ob diese auch eingespart
werden können. Vielen Dank für die vielen Antworten.
Lothar schrieb:> Auch hier mal die Frage: ist für die Anwendung ein FPGA nötig und warum?
Konkret geht es in meinem Projekt darum einen Microcontroller zu
entlasten und für diesen, nach erhalt einer Flanke, den Aktuellen Winkel
eines Positionsmessgerätes (Inkrementaldrehgeber, EnDat-Encoder, ...)
zur Verfügung zu stellen. Aufgrund der Einbindung dieses Projekts in
diverse Messaufbauten hätte es in Zukunft interessant sein können ob es
auch FPGAs gibt die mit 5 Volt laufen, da hier leider noch sehr viel 5
Volt Technik bei uns vorhanden ist. Die Idee mit den Levelshiftern haben
wir schon umgesetzt, nur war jetzt die Frage ob diese auch eingespart
werden können. Vielen Dank für die vielen Antworten.
VHDL-Neuling schrieb im Beitrag #5010867:
> Aufgrund der Einbindung dieses Projekts in diverse Messaufbauten hätte> es in Zukunft interessant sein können ob es auch FPGAs gibt die mit 5> Volt laufen
In der und für die Zukunft wird kein Hersteller mehr ein IC
entwickeln, das mit 5V läuft.
> ob es auch FPGAs gibt die mit 5 Volt laufen, da hier leider noch sehr> viel 5 Volt Technik bei uns vorhanden ist.
Ich habe es inzwischen (gerade durch den Einsatz von FPGAs) geschafft,
durch Redesigns solche alte Hochspannungslogik loszuwerden und nur noch
mit 3,3V IO zu fahren.
Guck mal nach Cypress PSOC-5lp, fuer $10 hast du devboard incl
programmer.
Ich denke kein 'richtiger' FPGA aber mit deine genennte funktionen kommt
er prima zu recht.
5V
@Lothar Miller (lkmiller) (Moderator)
>durch Redesigns solche alte Hochspannungslogik loszuwerden
Hochspannungslogik. ;-)
Was ist dann die WIRKLICH alte 15V CMOS-Technik? Oder gar 24V LSL etc.?
Hyperspannungslogik?
Falk B. schrieb:> Was ist dann die WIRKLICH alte 15V CMOS-Technik?
Ja, diese analogen Dinger gabs ja auch noch. Da muss mir eine temporär
partielle Amnesie unterlaufen sein... ;-)
Lothar M. schrieb:>> ob es auch FPGAs gibt die mit 5 Volt laufen, da hier leider noch sehr>> viel 5 Volt Technik bei uns vorhanden ist.> Ich habe es inzwischen (gerade durch den Einsatz von FPGAs) geschafft,> durch Redesigns solche alte Hochspannungslogik loszuwerden und nur noch> mit 3,3V IO zu fahren.
Wobei immer mehr FPGA's nur noch 2V5 an den Pins können.
Also ich wär dafür das FPGA mit integrierten Levelshiftern angeboten
werden.
Was nützt die ganze hohe Integrationsdichte wenn man auf dem Board um
den FPGA Heerscharen von Pegelwandler setzen muß. Oder Stacked Die
devices wie beim Spartan3E-NV. Also den FPGA auf einen
spannungsschwachen, schnellen Die und Teile der IO-Logik auf einen
zweiten spannungsstarken Die. Da könnte man auch ein paar stromstarke
Treiber installieren und muss dann weniger oft über
Leitungs/LED/RS232/-Treiber gehen.
Dann hätte man eine µC-Stärke mehr in den FPGA transferiert.
Bitwurschtler schrieb:> Wobei immer mehr FPGA's nur noch 2V5 an den Pins können.
...
> Also ich wär dafür das FPGA mit integrierten Levelshiftern angeboten> werden.
Die Levelshifter sind doch schon drin. Du kannst verschiedene Bänke mit
verschiedenen IO-Spannungen versorgen.
Beim Kintex 7 geht das von 1,2V bis 3,3V (an den HR-Bänken, sonst nur
bis 1,8V)
Ebenso beim MachXO2: Vcc_IO von 1,2V bis 3,3V.
Nur mit 5V ist nix mehr. Die Retrofraktion benötigt externe
Levelshifter. Und die anderen? Wo wird bei aktuellen Bauteilen noch
5V-Technik verbaut?
Duke
Duke Scarring schrieb:> Nur mit 5V ist nix mehr. Die Retrofraktion benötigt externe> Levelshifter. Und die anderen? Wo wird bei aktuellen Bauteilen noch> 5V-Technik verbaut?
Bin sehr Froh das mein Prozessor programmierbaren strom bis fast 5V
aussenden kann weil ich mehrfarben-LEDs ansteure.
Duke Scarring schrieb:> Bitwurschtler schrieb:>> Wobei immer mehr FPGA's nur noch 2V5 an den Pins können.> ...>> Also ich wär dafür das FPGA mit integrierten Levelshiftern angeboten>> werden.>> Nur mit 5V ist nix mehr. Die Retrofraktion benötigt externe> Levelshifter. Und die anderen? Wo wird bei aktuellen Bauteilen noch> 5V-Technik verbaut?
Mir geht's weniger um die 5V wollt als die Zukunft der 3V3 - IO's.
Aber auch bei 5V fallen mir spontan ein paar Optocoupler ein bei denen
ich mir die Hochstromtreiber sparen könnte, Alpahnumerische Displays
wollen auch gerne 5V, Bei Automotive (CAN-BUS) ist viel in 5V, die
usb-seriell wandler dröpfeln gern in 5V (USB-Spg.) oder höher ...
Duke Scarring schrieb:> Nur mit 5V ist nix mehr. Die Retrofraktion benötigt externe> Levelshifter. Und die anderen? Wo wird bei aktuellen Bauteilen noch> 5V-Technik verbaut?
In der Steuerungs- und Leistungselektronik?
direktes Ansteuern von Mosfets ohne Treiber-IC
direktes Ansteuern von blauen LEDs
einfachere Erzeugung von Hilfsspannungen bei geringer
Leistungsanforderung ohne zusätzliche Spannungswandler (ungenutzten
µC-Pin als Ladungspumpentreiber missbrauchen...)
und störungsresistenten Elektronikanwendungen machen hohe Spannungen das
Leben einfacher. Störsignaleinstreuungen sind damit leichter in den
griff zu bekommen. In der Industrie verwendet man dahr häufig
24V-Elektronik!
Ich würde die 5V-Elektronik sehr vermissen.
@Schreiber (Gast)
>> Nur mit 5V ist nix mehr. Die Retrofraktion benötigt externe>> Levelshifter. Und die anderen? Wo wird bei aktuellen Bauteilen noch>> 5V-Technik verbaut?>In der Steuerungs- und Leistungselektronik?>direktes Ansteuern von Mosfets ohne Treiber-IC>direktes Ansteuern von blauen LEDs>einfachere Erzeugung von Hilfsspannungen bei geringer>Leistungsanforderung ohne zusätzliche Spannungswandler (ungenutzten>µC-Pin als Ladungspumpentreiber missbrauchen...)
Das ist nicht mal ANSATZWEISE das Einsatzgebiet moderner FPGAs. Die sind
für SEHR schnelle Busse etc. gebaut, DDR-RAM, PCIe etc. Alles anderes
sind Abfallprodukte in der Anwendung. Darum interessiert sich auch keine
Hersteller mehr um 5V Toleranz.
>und störungsresistenten Elektronikanwendungen machen hohe Spannungen das>Leben einfacher. Störsignaleinstreuungen sind damit leichter in den>griff zu bekommen. In der Industrie verwendet man dahr häufig>24V-Elektronik!
Ja und? Was hat diese Grobmotorikerelektrik mit modernen,
höchstinegrierten FPGAs zu zun? Rein gar nichts!
>Ich würde die 5V-Elektronik sehr vermissen.
Dann kauf dir schon mal ne Packung Taschentücher.
Time to say good bye . . .
Hallo,
eigentlich wollte ich einen eigenen Thread starten, um mich nicht in ein
fremdes Thema einzumischen, jedoch wird beim Erstellen eines neuen
Themas ja nahegelegt, erstmal zu suchen, ob es ein ähnliches schon gibt.
Und dieses hier ist sehr ähnlich.
Wie ich in einer anderen Rubrik schon geschrieben habe, hab ich in den
letzten Wochen die Platinen des NDR Klein Computers neu aufgelegt. Da
inzwischen das Z80 System fast komplett ist, möchte ich auch neue Ideen
einbringen.
Nach den Plänen von Grant Searle und den Erweiterungen im
Retrobrew-Forum habe ich bereits mit dieser billigen FPGA-Platine
http://www.ebay.de/itm/Altera-Cyclone-II-EP2C5T144-FPGA-CPLD-Entwicklungs-board-DevelI2Copment-IO-SPI-/172328261937
einen CP/M Computer mit angebundenem SRAM, SD-Card usw. aufgebaut.
Meine Idee wäre jetzt, dieses Board auf eine eigene Platine zu bringen,
die auf den NKC (NDR Klein Computer) BUS aufsteckbar ist. Dadurch könnte
man das NKC System nutzen, wie es ursprünglich mal gedacht war, als
Entwicklungssystem für Z80 Computer. Das FPGA-Board könnte, je nach
Code, dabei als reine Z80 CPU, als Grafikkarte mit VGA-Signal, als
Soundmodul, SD-Card Interface, Tastaturschnittstelle oder Kombination
davon dienen. Der Sinn davon wäre erstmal reines Ausprobieren und
Lernen. Da die jeweils restlichen Komponenten ja schon als Hardware
existieren, könnte man die Implementierung daran leicht testen.
Der NKC BUS ist ein "normaler" Z80 BUS mit 5V Adress-, Daten- und
Steuerleitungen.
Meine erste Frage wäre nun eben, wie schon in diesem Thema, wie kann man
das FPGA-Board am besten (bzw. einfachsten) an einen 5V Z80 BUS
adaptieren?
Ich denke, man müßte alle Busleitungen mit einem (meist) bidirektionalem
Pegelwandler versehen. Sind die bekannten (MAX232 usw.) schnell genug
für ein 2...8 MHz Mikroprozessorsystem? Um die zusätzlichen Karten auf
dem Bus ansteuern zu können, benötigt man normalerweise Bustreiber. Im
NKC wurden 74LS245 verwendet. Übernehmen die Pegelwandler auch
gleichzeitig die Aufgabe der Bustreiber oder wären die zusätzlich nötig?
Ich habe beim MAX232 etwas von 10mA gelesen, was ja wohl hinreichend
wäre.
Gibt es bessere Ideen oder Vorschläge zu diesem Thema?
Wenn dieser Beitrag doch zu sehr in dem Thread stört, eröffne ich auch
gern ein eigenes Thema.
Gruß, Rene
Falk B. schrieb:> @Lothar Miller (lkmiller) (Moderator)>>>durch Redesigns solche alte Hochspannungslogik loszuwerden>> Hochspannungslogik. ;-)>> Was ist dann die WIRKLICH alte 15V CMOS-Technik? Oder gar 24V LSL etc.?> Hyperspannungslogik?
Ich würde sagen: Höchstspannungstechnik.
Hyperspannungstechnik wäre demnach was mit Röhren, die brauchen ja noch
höhere Spannungen.
Falk B. schrieb:> Das ist nicht mal ANSATZWEISE das Einsatzgebiet moderner FPGAs. Die sind> für SEHR schnelle Busse etc. gebaut, DDR-RAM, PCIe etc. Alles anderes> sind Abfallprodukte in der Anwendung. Darum interessiert sich auch keine> Hersteller mehr um 5V Toleranz.
Naja im Sicherheitskritischen Anwendungen wie Avionik,
Verkehrssignaleinrichtungen und Medizintechnik nimmt man gerne FPGA-
statt Softwareimplementierte Algorithmen weil Software als komplexer und
damit fehleranfälliger gilt. Das führt dazu das im Flugzeugbau ein
dummer Servo von einem FPGA/CPLD gesteuert wird, dem vertraut man mehr
(oder anders) als einer Softwarebasierenden Steuerung. Dementsprechend
gibt es auch zwei Standards für fliegende Elektronik DO-178 (Software)
und DO-254 (FPGA).
Und das führt dazu das man eben auch für "dumme" Steuerungen FPGA's
einsetzt auch wennn FPGA's für schnelle Busse etc gedacht sind. Und
jeder Levelshifter sind ein weitere Minuspunkt bei der FMEA (kalte
Lösttelle etc.)
Weniger Bauteile - weniger was bei der Fertigung/Einsatz Risiken birgt.
@Johnny B. (johnnyb)
>> Was ist dann die WIRKLICH alte 15V CMOS-Technik? Oder gar 24V LSL etc.?>> Hyperspannungslogik?>Ich würde sagen: Höchstspannungstechnik.
Es gibt Leute, bei denn fängt Höchstspannung ab 500kV an . . .
@Bitwurschtler (Gast)
>Weniger Bauteile - weniger was bei der Fertigung/Einsatz Risiken birgt.
Du kannst bis an Ende der Welt jammern, man wird keine 5V toleranten
FPGAs mehr bauen. Wahrscheinlich nicht mal als
Automotive/Military/Radiation Hardened Versionen.
Falk B. schrieb:
> Dann kauf dir schon mal ne Packung Taschentücher.
...
>>Weniger Bauteile - weniger was bei der Fertigung/Einsatz Risiken birgt.>> Du kannst bis an Ende der Welt jammern, man wird keine 5V toleranten> FPGAs mehr bauen.
Die Diskussion hier wäre deutlich angenehmer, wenn Du nicht ständig
anderen Jammerei vorwerfen würdest nur weil diese Beschreiben wie aus
ihrer Sicht die Arbeit einfacher wäre.
Falk B. schrieb:> @Johnny B. (johnnyb)>>> Was ist dann die WIRKLICH alte 15V CMOS-Technik? Oder gar 24V LSL etc.?>>> Hyperspannungslogik?>> Ich würde sagen: Höchstspannungstechnik.> Es gibt Leute, bei denn fängt Höchstspannung ab 500kV an . . .
Ab etwa 4V ist es dem FPGA als solches egal. Nur die Fehlerbilder
unterscheiden sich dann graduell... ;-)
Rene V. schrieb:> Ich denke, man müßte alle Busleitungen mit einem (meist) bidirektionalem> Pegelwandler versehen. Sind die bekannten (MAX232 usw.) schnell genug> für ein 2...8 MHz Mikroprozessorsystem?
Naja, gerade der angesprochene MAX232 ist für einen 5V Bus sogar einfach
falsch, weil es ja ein RS232 Pegelwandler mit 5V auf der Logikseite
ist...
Ich empfehle aus dem Artikel Pegelwandler die passenden 245
Derivate. Dort musst du dich dann eben vom FPGA aus um die Umschaltung
der Datenrichtung kümmern.
@ Bitwurschtler (Gast)
>Die Diskussion hier wäre deutlich angenehmer, wenn Du nicht ständig>anderen Jammerei vorwerfen würdest nur weil diese Beschreiben wie aus>ihrer Sicht die Arbeit einfacher wäre.
Jaja, es gibt keine perfekten Bauteile, die absolut alle Wünsche aller
möglichen und unmöglichen Anwendungen abdecken. Nicht im Jahr 2017, auch
nicht im Jahr 3000. So what!
Die "man könnte, es wäre besser, es wäre schön, es wäre wünschenswert"
ist Zeitverschwendung. Bauteile wird es meistens nur in derartigen
Wunschkonfigurationen geben, wenn da ein finanzkräftiger Nachfrager
vorhanden ist. Denn die Halbleiterhersteller sind nicht die guten Feen,
die Bastlern und Träumern ihre Wunschzettel abarbeiten.
Und überhaupt. Es gibt heute dermaßen aberwitzige viele und
leistungsfähige Bauteile. An die meisten kommt auch der Bastler ran,
wenn gleich BGAs und andere Spielchen eher zu sportlich sind. Was gibt
es da noch groß zu beklagen? Jaja, der Stein der Weisen ist immer noch
nicht im Angebot. So what!
Hallo Lothar,
Lothar M. schrieb:> Ich empfehle aus dem Artikel Pegelwandler die passenden 245> Derivate. Dort musst du dich dann eben vom FPGA aus um die Umschaltung> der Datenrichtung kümmern.
ich glaube, da habe ich einfach zu komlpiziert bzw. verkehrtherum
gedacht. Natürlich gibt es ja die für unterschiedliche Spannungsbereiche
ausgelegten TTL-Derivate. Danach könnte 74LCX245 bzw. 74LCX16245 die
einfache Lösung sein. Die Richtungsumschaltung muß ja ohnehin von der
internen Logik her (RD/WR usw.) vorgenommen werden.
Danke für den Hinweis!
Rene
