Hallo Leute,
ich überlege ob ich eine Abschlussarbeit mit einem Projekt mache, bei
dem es darum geht in Altium einen FPGAController zu designen.
Ich hätte maximal 5 Monate Zeit dafür. In Altium wird dabei mit
4-Schichten gearbeitet. Ich habe in anderen Posts jetzt auch gelesen,
dass Altium sehr komplex ist im Vgl. zu Eagle bspw.
Zusätzlich zum arbeiten mit Altium kommt dazu, dass ja zum
FPGA-Controller mehr als nur der FPGA gehört, also noch andere
Komponenten, wie bspw. die Schnittstellen für Kommunikation und
Konfiguration, Datenspeicher, Module zur Datenkonvertierung,
Spannungswandler etc.
Das heißt von meiner Seite müsste ich diese Komponenten passend zum FPGA
zusammen suchen und dann auf der Platine integrieren. Könnt ihr mir
Bücher oder Tutorials empfehlen, wo gut erklärt ist, was zum einen zum
FPGA alles gehört und wie das dann integriert also verschaltet wird?
Denkt ihr diese Arbeit ist zu komplex für eine Bachelorarbeit, wenn man
davon ausgeht, dass ich Hardware design für fpga bzw. allgemein vorher
nicht gemacht habe? Natürlich hätte ich etwas Einarbeitungszeit, aber
manchmal braucht man ja praktische Erfahrung um gut mit solchen Dingen
umgehen zu können. Hatte im Studium speziell auf die Aufgabenstellung
zugeschnitten nur Digitaltechnik, Elektronik und C, was mir weiterhelfen
könnte . Also keine speziellen Vorlesungen in dem Bereich. Meint ihr das
kann man schaffen? Wie ist der Schwierigkeitsgrad dieser Aufgabe eurer
Meinung? Bücherempfehlungen zum Design von FPGA-Controllern wären sehr
hilfreich. Außerdem wollte ich wissen, wie hoch der Aufwand des
Schaltungsdesigns an sich für solch eine Aufgabe ist, da unter
Voraussetzungen eigentlich nur steht, dass Kentnisse in Elektrotechnik
hilfreich sind? (Ich bin Elektrotechniker).
Vielen Dank für eure Hilfe!
das ist eher vom umfang her was für eine masterarbeit, für leute die
altium bereits seit jahren benutzen sowie erfahrung mit fpga's & pcb
design in diesem haben. als bachelorarbeit, besonderst ohne
tiefgreifende vorkenntnisse ist das quasi nicht zu schaffen
Was ist denn die konkrete Aufgabenstellung?
So wie ich es verstehe, sollst du ein kleines FPGA-Board designen.
Also FPGA drauf, bissle Peripherie drumrum etc, so dass man damit was
anfangen kann.
Aber was ist dann Zweck des Boards?
Oder hört nach dem Erstellen des Schaltplanes und des Layouts deine
Arbeit auf?
Eigentlich soll ein Regler darauf implementiert und mit einem anderen
Board verglichen werden. Aber dieser Teil ist nicht so schwer denke ich.
Das erstere macht mir bisschen mehr Sorgen, deshalb habe ich das nicht
erwähnt. Also deiner Meinung nach sollte das nicht so schwer sein? Hast
du irgendwelche Literaturempfehlungen für mich?
Vito schrieb:> dass ja zum FPGA-Controller mehr als nur der FPGA gehört
Was ist ein FPGA-Controller?
Vito schrieb:> Eigentlich soll ein Regler darauf implementiert und mit einem anderen> Board verglichen werden.
Einen Stromregler (ADC-Regler-PWM) hat letztes Jahr bei mir ein
Praktikant in 1 Monat gemacht, nachdem er vorher erst noch 2 Monate
VHDL gelernt hatte...
> Also deiner Meinung nach sollte das nicht so schwer sein?
Es ist überschaubar.
Wie ist dein Wissenstand?
Weißt du was ein Regler ist, wie er funktioniert und hast du selber
schon mal einen gemacht und eingestellt?
Hast du schon ernsthaft VHDL gemacht und damit etwas realisiert?
Nun, ich kenne den Altium-Designer nicht, aber wenn es nur darum geht,
einen Schaltplan für ein Board mit einem FPGA zu zeichnen und daraus ein
Layout zu generieren, dann wäre das das MINDESTE, was ich in einer
Bachelorarbeit erwarten würde.
Warum gehen die Meinungen denn so weit auseinander bei dem Thema? Der
eine meint es wäre das Mindeste und der andere meint es ist nicht einmal
machbar????
Ich habe mit VHDL keine Erfahrung bin aber Regelungstechniker. Ich
müsste den Regler nur testen auf dem Board, das wäre schon fertig....nur
FPGA ist quasi Neuland.
Bitte helft mir!!
Hast du schon erfahrung mit Layout design?
vhdl ist auch eine Sprache jetzt kommt es darauf an wie schnell du so
etwas lernen kannst, damit du etwas sinvolles damit machen kannst
(Bachelorarbeit). Aber wenn man mit layout und fpga design relativ
unerfahren ist. ist es dann auch schwierig, es dann fest zu machen liegt
es jetzt man layout am fpga oder auch schon am Schaltplan.
Über das solltes du vielleicht mal nachdenken.
Gruß,
Matthias
Vito, sortiere dich mal bitte selber.
Erst sagst du, dass du ein Board machen musst, auf dem ein Regler
implementiert werden soll, wobei zweiteres kein Problem sein soll, aber
der erste sehr wohl.
ein paar Posts später ist die Situation dann genau andersrum und VHDL
flößt dir Angst ein.
Du wirst als fertiger Bachelor IMMER mit Problemen konfrontiert werden,
für die du keine explizite Vorlesung hattest und musst damit klar
kommen.
Also sortiere doch jetzt einfach mal, was es da alles zu tun gibt.
Und vorallem teile uns doch bitte mit, was das für ein Regler sein soll?
Was regelt der?
So wie ich dich verstanden habe, geht´s in der Arbeit um folgende
Punkte:
1. Schaltplan mit einem FPGA und ein bisschen Peripherie erstellen, dass
der PFGA zum Leben erweckt wird.
--> Das muss jeder hinbekommen, der mal Bachelor sein will
2. Diesen Schaltplan auf ein kleines Mehrlagenboard layouten
--> Auch das muss von einem zukünftigen Bachelor schaffbar sein.
3. Ein bisschen in VHLD reinfuchsen, so dass man am Ende imstande ist,
ein kleines Design zu erzeugen, welches einen einfachen PID-Regler oder
Ähnliches darstellt.
--> sollte machbar sein, vorallem weil du als Regelungstechniker weisst,
dass hinter einem einfachen Regler kein mathematisches Hexenwerk steckt.
4. Anbindung des Reglers an Sensorik und Aktorik
Hier kommt es extrem drauf an, wie komplex diese ist. Da wir aber nichts
über die Anwendung wissen, können wir dazu auch nix sagen, was dir
weiterhift.
Das ist etwa so, wie wenn du sagst: "ich soll ein Gefährt aus Stahl
bauen". Schaff ich das?
--> Blechkiste mit 4 Rädern dran: JA
--> Porsche 911 : NEIN
"Du wirst als fertiger Bachelor IMMER mit Problemen konfrontiert werden,
für die du keine explizite Vorlesung hattest und musst damit klar
kommen"
Das weiß ich auch. Es geht nur darum, dass ich am Ende das Gerät fertig
haben muss, um es zu testen. In der Firma ist es was anderes. Hier geht
es um ne Abschlussarbeit, wo einige der Ansicht sind, dass es unmöglich
sei....
Vito schrieb:> Ich habe mit VHDL keine Erfahrung
In der Ausschreibung der Arbeit steht aber:
Benötigte Kenntnisse: ...VHDL....
Damit sollte die Frage beantwortet sein:
Nein, du schaffst das nicht.
Also im Ernst:
Das Board zu machen, das sollte im Rahmen einer Bachelorarbeit auf jeden
Fall drin sein.
Einen einfachen Regler in VHDL zu implementeieren, ebenfalls.
Aber vermutlich wirst du ohne VHDL Kenntnisse daran scheitern, die
entsprechende Sensorik an das FPGA anzubinden.
Hab mit dem Assistenten geredet und der meinte, dass er mir mit den VHDL
Krams helfen kann...außerdem ist der Regler doch schon fertig...ich muss
ihn nur mit dem Regler auf dem DSP vergleichen...das mit dem Altium Tool
hatte mir mehr Sorgen gemacht, weil ich in anderen Theras gelesen hab,
dass die Einarbeitung schon länger dauert...hab aber schon mal mit Eagle
gearbeitet von daher....
Also wenn du was drauf hast, und dich ins Zeug legst ist das auch
schaffbar! Du hast mit dem Betreuer geredet und dich mit ihm über deine
Vorkenntnisse unterhalten. Von daher, wenn der OK sagt, dann ran an den
Speck ;-)
Man muss ja auch mal folgendes mit beachten:
1) Hinterher hast du auf jeden Fall ne ganze Menge gelernt.
2) In späteren Vorstellungsgesprächen gibt dir das auch Pluspunkte. Du
hast ein komplettes FPGA Projekt, vom Schaltplan über Layout bis zum
VHDL Code und anschließender Validierung des Gesamtsystems,
durchgezogen. Sowas wollen die Firmen bei Absolventen sehen! :-)
Hmm ... ich denke, wenn man routinierter Hardware und VHDL Entwickler
ist, ist das zu machen.
Aber ganz neu in sowohl VHDL als auch FPGA-Design mit einer unbekannten
Software einsteigen?
Zum Studieren gehört auch "effizient studieren" und da ist das
einfachere Thema oft die bessere wahl!
Meiner Meinung nach geht das nur wenn du von einem Erfahrenen eng(!!) an
die Hand genommen wirst. Als Bachelorarbeit bei der du mehr oder weniger
selbstständig arbeiten sollst wirst du vermutlich ordentlich gegen die
Wand fahren.
Ich mach mal ne zeitliche Abschätzung unter der Annahme dass du in den
meisten Themen schon Ahnung hast und nicht komplett Neuland betrittst:
2 Wochen: Einarbeitung in das Thema, Konzept erstellen
2 Wochen: Einarbeitung in Thema FPGA allgemein
1 Woche : Planung Schnittstellen
2 Woche : Planung der FPGA Ressourcen (PLLs, Config, Pinning ...)
2 Wochen: Planung Spannungsversorgung (u.A. FPGA, IO ...)
2 Wochen: Schaltplan erstellen, Bauteile suchen
4 Wochen: Layout (Multilayer, Einarbeitung ins Tool etc.)
2 Wochen: Leiterplatten fertigung || Einarbeitung in VHDL (allgemein)
2 Wochen: Bestückung || Einarbeitung in VHDL (spezifisch auf Projekt)
2 Wochen: Inbetriebnahme und Tests ob die Hardware zumindest
grundsätzlich tut wie gedacht
4 Wochen: Eigentlicher Test mit Regelverhalten und Vergleich, evtl. muss
was angepasst oder irgend ein Code portiert werden?
4 Wochen: Arbeit schreiben mit vernünftiger Auswertung
Gibt grob mal 23 Wochen. Dazu würde ich mal mindestens 20% draufschlagen
um ein wenig Reserve zu haben. Zudem kann bei so einem Projekt schnell
mal etwas in die Hose gehen, was übersehen werden oder einfach mal nur
ein wichtiges Bauteil Lieferschwierigkeiten haben. Was machst du wenn du
einen Fehler im Layout hast? Dann dauert es gleich mal einen Monat
länger bis du ne funktionierende Platine daliegen hast.
Vieleicht wäre es ja eine Überlegung ein bestehenes Dev-Board zu nehmen,
dort eine kleine Adapterplatine zu basteln, diese auf die schon
vorhandenen Erweiterungsstecker zu stecken und die wesentliche Aufgabe
Regelverhalten zu stürzen. Auch da hat man genug Arbeit, kann jedoch
davon ausgehen dass der FPGA tut wie er soll. Meistens gibt dann noch
ein wenig Peripherie dazu die man gut nutzen kann (z.B. RAM für
Aufzeichen, Verbindung zum PC).
Karl schrieb:> Als Bachelorarbeit bei der du mehr oder weniger selbstständig arbeiten> sollst, wirst du vermutlich ordentlich gegen die Wand fahren.
Durchschnittlich würde ich sagen: Sehe ich auch so.
Es gibt solche und solche Bacheloranden (oderwasauchimmer). Die einen
packen das, wenn man ihnen einmal am Tag/Woche die grobe Richtung zeigt,
die anderen bräuchten einen, der sie quer durch die Arbeit an der HAnd
führt und resignieren dann schnell, wenn das nicht so ist...
@ Vito
Das wird nur klappen, wenn du die Sache persönlich nimmst und dich
anständig(!) reinkniet. Das bedeutet: nach "Feierabend" weiter
recherchieren und den nächsten Tag vorbereiten. Es kann keinesfalls
schaden, sich so ein EVAL-Board für zuhause beschaffen, und sich dort um
kleine Details und das "drumrum" zuscheren. Und jetzt bloß kein
Gejammer: das kostet mich ja 200€! Du wirst und willst nach der
Ausbildung wegen derselben deutlich mehr verdienen. Deshalb darfst du da
persönlich Herzblut, Geld und Zeit reinstecken.
Vito schrieb:> Hatte im Studium speziell auf die Aufgabenstellung zugeschnitten nur> Digitaltechnik, Elektronik und C, was mir weiterhelfen könnte
Ich hatte die Frage etwas weichgespült schon mal gestellt. Aber du hast
sie noch nicht ganz begriffen: Hast du Kenntnisse in Elektronik? MAchst
du privat was mit Elektronik? Oder ist dein Studium "Dienst nach
Vorschrift"?
Vito schrieb:> hab aber schon mal mit Eagle gearbeitet von daher....
Ein 4 bis 6-lagiges, zweiseitiges Layout hat aber eigene Ansprüche.
> außerdem ist der Regler doch schon fertig...
Und wie sehe ich das:
1
• der Entwurf einer Reglerplattform
2
• die Umsetzung der entworfenen Plattform als PCB
3
• Realisierung einer als Matlab-Modell vorgegebenen Regler-Anwendung auf
4
– der entwickelten FPGA-basierten Reglerplattform
5
- einer bereits vorhandenen DSP-basierten Referenzplattform
Bedeutet das, dass du einen Matlab-Regelalgorithmus bekommst und den auf
einem DSP zum Laufen bekommen musst und dazu noch auf einem von dir zu
entwickelnden FPGA-Board?
Irgendwie kommt mir der Arbeitsumfang etwas sehr schwammig vor.
Einmal ist der Regler fertig, dann wieder nicht.
Wenn er fertig ist, ist er dann in VHDL fertig und du musst nur ein paar
Anpassungen vornehmen, oder musst du ihn von Grund auf in VHDL
erstellen?
Die Anbindung an Seonsorik (AD-WAndler etc), ist da was vorbereitet oder
nicht? Musst du erst Baucteilrecherche betreiben oder sind die
vorgegeben?
Gibt es zur Anbindung der Wandler schon IP-Cores o.Ä oder musst du jedes
SPI auch noch von Grund auf selber in VHDL implementieren?
Nach wie vor bin ich der Meinung:
Schaltplan. ggf Bauteilrecherche und danach ein Layout erstellen und das
Board in Betrieb nehmen, würde ich von einem Bacheloranten (oder wie die
heißen) erwarten.
Diverse VHDL-Components zusammenfügen, dass man bissle was läuft,
ebenso.
Alles was drüber raus geht, hängt dann, wie Lothar schon sagte, von
deiner Motivation und Begeisterungsfähigkeit zum Thema ab. Respektive
von deiner Bereitschaft, dich auch selber in was neues reinzuarbeiten.
Wieviel du da bereit und fähig bist, zu geben, kannst du dir nur selber
beantworten.
Aber da die Arbeit von deiner Hochschule ausgeschrieben ist, und die ja
wissen, was ihre Bacheloretten (ich weiss immer noch nicht, wie das
heißt) können, denke ich, dass das dann schon so gestaltet ist, dass es
machbar ist.
Und selbst, wenn am Ende irgendwas nicht funktioniert, dann ist das
nicht automatisch mit einer schlechten Note verbunden. Denn es ist
durchaus üblich, dass man während einer Entwicklung auf Hindernisse
stößt, die man vorher nicht erfasst hat. Wichtig ist dann, dass man
beschreibt, WARUM das jetzt so und so ist und was man dagegen tun könnte
und ggf auch neue Erkenntnisse daraus zieht. Oder glaubst du, dass
fertige Ingenieure sich was ausdenken, zusammenbauen und alles tut immer
auf Anhieb? Wäre toll, entspricht aber leider nicht der Ralität. Oder
warum gibt es von jeder Software alle Nase lang ein neues Release und
gleich danach 10 Bug-Fixes? ;-)
"Ich hatte die Frage etwas weichgespült schon mal gestellt. Aber du hast
sie noch nicht ganz begriffen: Hast du Kenntnisse in Elektronik? MAchst
du privat was mit Elektronik? Oder ist dein Studium "Dienst nach
Vorschrift"?"
->Ja, ich habe schon bisschen Ahnung aber eher im Analogbereich, habe
bisschen was mit Arduino gemacht.
"Bedeutet das, dass du einen Matlab-Regelalgorithmus bekommst und den
auf
einem DSP zum Laufen bekommen musst und dazu noch auf einem von dir zu
entwickelnden FPGA-Board?"
-> Genau!
