FPGA für Impulsgenerator mit 1 MHz Schaltfrequenz

Die Zeit, die du investierst um
- mit Labview ein geeignetes Modell zu erstellen (mit Matlab tendenziell 
einfacher)
- die Kommunikation aufzubauen (da darfst dann so 100 AppNotes lesen)
- das zu visualisieren

hast du besser genutzt indem du:
- dir ein einfaches System zur Dreieckserzeugung in VHDL programmierst
- die Kommunikation über usb mit dem PC umzusetzen
- ein Konsolenprogramm zur Kommunikation schreibst

Geht schneller, man findet bessere Hilfe bei Problemen (nicht nach dem 
Motto: "ja da musst du jetzt 3 Mal klicken, dann rechtsklick dann 
klicken auf..."), und du hast mehr davon, weil du alles unter Kontrolle 
hast.

David .. schrieb:
> Ich bin bei weitem kein Labview Fan, aber das ist so nicht wahr.
> -Du kannst ja in LV alles machen wie auch in VHDL (Matlab mag allerdings
> schneller sein, d.h. mehr dafuer mitliefern)
> -Kommunikation inklusive Visualisierung am PC vom FPGA laeuft ootb und
> ohne weitere Arbeit
> -Visualisierung ist genauso wie in 'normalem' Labview: Einfach
> reinklicken und fertig, egal ob Graph, LED usw

Ok, stimmt u.U.
Aber für solche rudimentären Aufgaben gibt es heute FPGA Boards für 100€ 
mit ARM.
Dann bau ich mir einen minimalen IP-Core mit Avalon/AXI Interface, 
schreib mir einen 100 Zeilen Treiber für das Linux, dass auf dem ARM 
läuft und kann mir einen kleinen einfachen Webserver auf dem ARM 
aufsetzen, mit dem ich das alles schön visualisieren kann.
Dann spar ich mir auch noch so Spässe wie Datenübertragung USB. Alles 
bleibt auf einem SoC, und AppNotes/Tutorials findet man für diesen Weg 
unglaublich viel. Sogar mit Beispielcode, sodass das jeder Bachelorand 
heute in 2 Wochen fertig hat. Auch wenn er davor nicht viel mit 
VHDL/SoCs zu tun hatte.

Ein Dreieck im FPGA zu erzeugen ist mit VHDL wohl das Wenigste. Was mich 
mehr beschäftigt ist die Einstellbarkeit der Pulsweite des Dreiecks. Ich 
wüsste jetzt spontan nicht, wo bei einem Dreieck die Pulsweite sein 
soll.

Wenn das die Anstiegszeit gegenüber der Abfallzeit sein sollte, ist es 
ein bischen Rechnung. Dann frage ich mich, wie hoch die resultierende 
Frequenz sein soll? Sicher nicht 50MHz, oder?

Ich nehme an, dass das die Abtastfrequenz sein soll. Bei 50kHz wären es 
1000 Stufen. Also 100 hoch und 900 runter. Dann muss man noch ein wenig 
rechnen.

> Im myRIO steckt ein Zynq, also auch ein ARM, mit angepasstem Linux OS.
Ich würde einen Ultrascale nehmen, das ist man auf der sicheren Seite. 
:-)

Hallo zusammen,
ersteinmal vielen lieben Dank für die ganzen Informationen. Um einige 
Fragen zu beantworten:

1N 4. schrieb:
> Wozu brauchst du das Dreiecksignal?

Ich möchte mit dem Dreiecksignal die Pulsbreite und die Totzeit 
einstellen.
Anforderung sind:
+ Schaltfrequenz: 100 Hz : 100ns : 1MHz
+ Totzeiteinstellung: -1µs : 100ns : 1µs

David .. schrieb:
> Ganz allgemein: Billigste FPGA-HW von NI ist wohl das myRIO (im
> Budget),
>
> Ob dein Code entsprechend schnell ausgefuehrt werden kann ist dann eine
> andere Frage
>
> https://www.conrad.de/de/national-instruments-ni-m...
>
> https://shop.jacob.de/Home-and-Living/Messger%C3%A...

Genau so ein Board suche ich! Passt auch zu meinem max. Budget von 500€. 
Was meinst du damit, ob mein Code entsprechend schnell ausgeführt werden 
kann? Wo kann es da haken?

ui schrieb:
> Die Zeit, die du investierst um
> - mit Labview ein geeignetes Modell zu erstellen (mit Matlab tendenziell
> einfacher)
> - die Kommunikation aufzubauen (da darfst dann so 100 AppNotes lesen)
> - das zu visualisieren
>
> hast du besser genutzt indem du:
> - dir ein einfaches System zur Dreieckserzeugung in VHDL programmierst
> - die Kommunikation über usb mit dem PC umzusetzen
> - ein Konsolenprogramm zur Kommunikation schreibst
>
> Geht schneller, man findet bessere Hilfe bei Problemen (nicht nach dem
> Motto: "ja da musst du jetzt 3 Mal klicken, dann rechtsklick dann
> klicken auf..."), und du hast mehr davon, weil du alles unter Kontrolle
> hast.

Die Alternative zu LabVIEW wäre Matlab. Ich hätte da beispielsweise das 
Altera DE1 Board im Visier, dass ca. 180€ kostet. Warum ich mich eher 
gegen Matlab entschieden habe ist, dass ich mit LabVIEW sowohl 
Programmierung & Visualisierung in "einem Rutsch" löse. Auch von 
Erfahrungen von Freunden habe ich gehört, dass ich sowohl Simulink, als 
auch Labview irgendwann hassen werde. ;-)

Mein konkretes Ziel ist es jetzt, 12 PWM Signale mit einer max. 
Schaltfrequenz von 1MHz und einer Totzeitverschiebung von -1µs : 100ns : 
+1µs zu realisieren. Da sehe ich mit LabVIEW erstmal keine großen 
Probleme, abgesehen davon das ich keine HW bisher gefunden habe. Mit dem 
FPGA RIO von NI ist das, soweit ich das sehe (siehe Bild im Anhang).
Die 256MHz des Dreiecksignals benötige ich nicht. Da hatte ich einen 
Denkfehler! Soweit ich das jetzt sehe, ist das RIO für meine Anwendung 
geeignet. Danke euch erstmal! :)

Ok, das habe ich auf dem Schirm. Danke dir und euch für die Hilfe!
LG

Hallo nochmal,
die Karte von NI kommt ca. Mitte Februar. Nun habe ich mir ein paar 
Gedanken zur Umsetzung gemacht. Zum Testen des Impulsgenerators habe ich 
daran gedacht, das Modell zunächst in Simulink einzubinden und das 
Modell damit - zumindest teilweise - zu verifizieren.
Der Blockaufbau in LabVIEW, mit der Generierung für das Dreiecksignal, 
ist ja ähnlich wie bei Simulink. Was meint ihr?

Ich würde gerne zunächst eine abgespeckte Form des Modells anfertigen 
(z.B. nur 4 Kanäle, für den Betrieb eines 4QS). Wenn ich mit den 
Funktionsblöcken fertig wäre, würde ich mich dann daran setzen das zu 
vervielfältigen und mir eine Struktur (Bedieneroberfläche d. 
Frontpanels) für LabVIEW zur überlegen. Wer von euch hat sich schon 
einmal mit einer ähnlichen Aufgabe befasst und wie habt ihr das 
entsprechend gelöst?
Soweit ich weiß, dauert die Programmierung des FPGAs schon eine ganze 
Weile und ich habe bisher noch nicht herausgefunden, ob man in LabVIEW - 
ähnlich wie in Simulink - das Programm auch einfach nur simulieren kann, 
ohne gleich den Controller zu programmieren.

Danke im Voraus für eure Hilfe! :)

Hallo zusammen,
ich habe mich mittlerweile um die Bestellung des FPGAs gekümmert. Nun 
bin ich an der Generierung des Dreiecksignals.

Mit der Clock-Frequenz von 40MHz möchte ich das Dreiecksignal erzeugen. 
Das hat auch wunderbar funktioniert. Nun soll ich eine Schaltfrequenz 
von bis zu 1MHz erzeugen und diese mit einem Aussteuerungsgrad von 0,001 
Schritten (1/1000 Schritten) einstellen können.

Meine Auflösung bei fs=1MHz fällt allerdings auf:
N = fclock/fs = 40MHz/1MHz = 40
Dadurch lässt sich das Referenzsignal a(Gleichsignal von 0..1 
einstellbar) nur noch in 1/40, statt 1/1000 Schritten einstellen. Die 
Auflösung von 1/1000 könnte ich erst bei unter 40kHz erreichen. Ist das 
soweit korrekt?

Meine Frage:
Ich würde bei fs=1MHz eine Clock-Frequenz von 1GHz benötigen. Kann ich 
meine PLL auf 25 stellen (40MHz x 25 = 1GHz), um bei maximaler Frequenz 
meine Aussteuerung in 1/1000 Schritten zu ermöglichen?

Wie schaffe ich es, dass ich auch bei Frequenzen wie z.B. 900Hz oder 
9,9kHz eine Aussteuerung in 1/1000 Schritten hinbekomme?


Vielen Dank im Voraus, lg.

Hallo zusammen,
erstmal vielen Dank für die ganzen Informationen. Momentan bin ich von 
den ganzen Informationen etwas erschlagen, also versuche ich da gerade 
einen roten Faden zu finden.

Der Grundgedanke war die Programmierung eines Impulsgenerators, der am 
Labor PC angesteckt/eingebaut werden und dann davon bedient werden kann. 
Ich sehe da aktuell das Problem, dass die hohe Schaltfrequenz und die 
individuelle Bedienbarkeit hier das Problem darstellen wird?! Ist die 
Wahl, den Impulsgenerator mit LabVIEW zu programmieren vielleicht schon 
die falsche Wahl gewesen?

Welche grundlegenden Probleme seht ihr denn noch bei der Umsetzung? Wie 
würdet ihr weitermachen und was würdet ihr ggf. am aktuellen Konzept 
unbedingt ändern wollen?


LG Axel

Mit LABVIEW musst Du da gar nichts machen. Du brauchst nur eine kleine 
Schaltung, die pulst und ein mickriges RS232-PC Interfaces, um es 
einzustellen.

Da Du im FPGA-Forum postest, ist Deine Wahl ja wohl gefallen. Also nimm 
einen FPGA, einen kleinen Core und hänge ihn ans Hyperterminal.

1MHZ Schaltfrequenz sind für auch für kleine FPGAs "Gleichstrom", wie 
man Ex-Chef immer sagte.

Weltbester FPGA-Pongo schrieb im Beitrag #4919360:
> Mit LABVIEW musst Du da gar nichts machen. Du brauchst nur eine
> kleine
> Schaltung, die pulst und ein mickriges RS232-PC Interfaces, um es
> einzustellen.

Erstmal vielen Dank für deinen Post. Die Anforderung ist eine 
visualisierte Oberfläche am Labor-PC, bei der man folgende Einstellungen 
treffen kann:
+ Schaltfrequenz: 100Hz...1MHz (100 Hz Schrittweite)
+ Aussteuerung: 0...1 (0,001 Schrittweite)
+ Totzeiten: -10µs...+10µs (100ns Schrittweite)

Das nur, um es grob nochmal zusammenzufassen. Mit deiner Idee werde ich 
daher denke nicht nicht weiterkommen?!
Mein Problem ist, dass ich mit der Änderung der Schaltfrequenz (des 
Dreiecksignals) auch die Auflösung der Aussteuerung ändere.

Bei f.clock = 40MHz und f.s.max = 1MHz entspricht das einer Auflösung 
der Aussteuerung von 40/2=20 (0...19 und 19...0)

Bei halbierter Schaltfrequenz fs = 500kHz hätte ich dann eine Auflösung 
der Aussteuerung von 80/2=40

Meine Aussteuerung möchte ich mit einem Gleichsignal über dem Dreieck 
vergleichen. Bei meiner jetzigen Überlegung wird also mit der Änderung 
der Schaltfrequenz auch die Auflösung der Aussteuerung verändert.

Welchen Denkfehler mache ich da gerade?

> Da Du im FPGA-Forum postest, ist Deine Wahl ja wohl gefallen. Also nimm
> einen FPGA, einen kleinen Core und hänge ihn ans Hyperterminal.
>
> 1MHZ Schaltfrequenz sind für auch für kleine FPGAs "Gleichstrom", wie
> man Ex-Chef immer sagte.

Ich nutze einen FPGA von NI, Typ: myRio. Die Wahl habe ich getroffen, da 
ich eine visualierte Oberfläche schaffen muss. Ansonsten hätte ich mir 
direkt überlegt das alles in VHDL zu programmieren.


Mein größtes Problem ist gerade, das ich die Auflösung meiner 
Aussteuerung mit Änderung der Schaltfrequenz, verändere. Das muss ich 
fixen, da ich eine feste Aussteuerung von 0...1 in 0,001er Schritten 
realisieren will/soll.

Hallo zusammen,

mittlerweile habe ich einen Anfang gefunden und langsam geht es voran. 
Gerade arbeite ich an der Ausgabe eines 1. PWM Signals. Mit dem 
vorgefertigten PWM Ausgang hat die Konfiguration bereits geklappt. Auch 
die Beschaltung eines DIOs mit 0 bzw. 1 hat geklappt.

Um meiner While-Schleife eine feste Zykluszeit vorzugeben, möchte ich 
die interne Clock (40MHz) nutzen. Im Internet unter www.ni.de habe ich 
dafür mehrere Videos angesehen.
Leider habe ich die Vermutung, dass ich ein Toolkit bei der Installation 
vergessen habe, womit ich mir die interne Clock einfügen kann. Das 
Programm läuft derzeit mit maximaler Frequenz.

Unter der Funktion "Timing" finde ich lediglich folgende Bausteine:
Tick Count (ms), Wait (ms), Wait Until Next ms Multiple, To Time Stamp, 
..., Time Delay, Elapsed Time

Könnt ihr mir da weiterhelfen? Ich würde gerne mit der 40MHz Clock die 
Zykluszeit der While Schleife vorgeben und den Wert ebenfalls zur 
Berechnung meiner Amplitude des Dreiecksignals verwenden.

fclock/fswitching * 1/2 = Amplitude des Dreiecksignals

Danke im Voraus,
LG