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Forum: FPGA, VHDL & Co. Digital-Uhr in FPGA implementieren


Autor: Jörg (Gast)
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Hallo zusammen,

ich möchte mir zwecks Heimautomatisierung eine Digitaluhr zur
Steuerung in einem FPGA/CPLD implementieren. Die Programmierung
selbst stellt für mich kein Problem dar. Wo es bei mir aber hackt,
ist die Laufzeitgenauigkeit. Da das FPGA per Quarz betrieben wird
nehme ich mal an, dass eine gute Langzeitgenauigkeit gegeben ist.

Kann mir einer von euch sagen, mit welcher Genauigkeit ich rechnen
kann?  Und was für mich auch interessant ist: Wie zuverlässig ist
ein FPGA/CPLD bei langer Laufzeit?

Gruss,

Jörg

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

>ich möchte mir zwecks Heimautomatisierung eine Digitaluhr zur
>Steuerung in einem FPGA/CPLD implementieren. Die Programmierung

Naja, Kanonen und Spatzen . . .

>nehme ich mal an, dass eine gute Langzeitgenauigkeit gegeben ist.

Definiere "gut".

>Kann mir einer von euch sagen, mit welcher Genauigkeit ich rechnen
>kann?

Wald und Wiesenoszillator +/-50ppm.
Wald un Wiesenquarz mit diskretem Oszillator + Trimmer = +/-1ppm

Dazu kommt natürlich immer noch die Temperaturdrift, Pi mal Daumen 
+/-50ppm  im Bereich von -40..85C. Bei Raumtemperatur +/-5C sind das nur 
ca. +/-5ppm.

1ppm = 86,4ms/Tag = 2,6s/Monat

>  Und was für mich auch interessant ist: Wie zuverlässig ist
>ein FPGA/CPLD bei langer Laufzeit?

Sehr.

MFG
Falk

Autor: Jörg (Gast)
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@Falk Brunner,

erstmal vielen Dank für die einfache Rechnung. 2.x Sekunden auf
einen Monat dürften ja kaum Probleme bei einer Heizungssteuerung
sein, selbst wenn mal Energiesparfunktionen mit einbaut (da reicht
wohl minutengenaue Steuerung).

Bei mir soll aber auch noch die Videoschnittstelle (Überwachung,
Streaming etc.) enthalten sein, und da wird ein CPLD (z.B. 9572 etc.)
schnell zu klein.


Gruss und Danke

Jörg

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> bei einer Heizungssteuerung...
> noch die Videoschnittstelle (Überwachung, Streaming etc.) enthalten...
Krass, echt: Heizung mit Kamera.
Ist das, um die Zündflamme optisch zu überwachen?

Dir wird für Uhr + Video kaum was anderes übrigbleiben, als ein FPGA zu 
nehmen. Die 72 FFs im CPLD sind da schnell verbraucht.

Autor: Jörg (Gast)
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@Lothar Miller,

>Ist das, um die Zündflamme optisch zu überwachen?

nein, ich möchte für meine Steuerung einfach nur eine einzige einfache
Architektur verwenden. Die wird dann überall im Haus eingesetzt und
vernetzt, je nach Aufgabe dann unterschiedlich konfiguriert. Video
reduziert sich dabei auf das Weiterleiten von Videosignalen wie
Fernsehen oder Aussenkamera und das Ansteuern eines einfachen
LCD-Displays zwecks Vororteingabe. Dazu reicht dann wohl ein ganz
kleiner FPGA, aber man weiss ja nie, was man so in der Zukunft noch
braucht.

Gruss

Jörg

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

>vernetzt, je nach Aufgabe dann unterschiedlich konfiguriert. Video
>reduziert sich dabei auf das Weiterleiten von Videosignalen wie

Wozu braucht man da ein FPGA? Ein kleiner uC + paar Relais und fertig. 
Ach ja, zu einfach ;-)

>kleiner FPGA, aber man weiss ja nie, was man so in der Zukunft noch
>braucht.

Fluxkompensator nicht vergessen!

Relativistische Grüsse
Falk

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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>eine einzige einfache Architektur verwenden...
Machst du an den Ferrari eine Anhängekupplung, nur falls du mit dem mal 
einen Anhänger/Wohnwagen ziehen willst?

Diese Idee kann nicht optimal sein, denn
> das Weiterleiten von Videosignalen (analog)     und
> das Ansteuern eines LCD-Displays (digital)      und
> eine Digitaluhr (schnarchzapfenlangsam)
fordern unterschiedliche Lösungsansätze. Wenn du immer_alles auf 1 
(ein) Board packst, liegt idR. das Meiste davon brach, weil es für die 
jeweilige Aufgabe nicht benötigt wird.

Und aus eigener Erfahrung:
- Bau nicht zuviel Elektronik in die Hütte.
- Bau nur solche Teile in die Hütte, die andere auch verstehen.
- Bau nur solche Teile in die Hütte, die deine Holde auch versteht.
- Und mach immer einen Manuellen Notlauf dazu     ;-)


@ Falk
> Fluxkompensator nicht vergessen!
Hast du da einen Beispielcode?

Autor: meister lampe (Gast)
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Ein 32.768 kHz Uhrenquarz wäre sicher auch eine Möglichkeit.
Das ist genauer.
Eine Möglichkeit daraus ein CMOS Signal zu machen;
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/982

Autor: Jörg (Gast)
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Hallo zusammen,

alleine für einfache Steueraufgaben (Heizung etc.) ein FPGA/CPLD zu
verwenden, ist sicherlich mehr als übertrieben. Für die meisten der
Aufgaben habe ich mir auch den Einsatz eines MSP430 überlegt, ist
gut verfügbar, leicht zu programmieren und bietet ausreichend
Interfaces wie ADC/DAC/SPI/UART etc. Und da reichen selbst die
32KHz des internen Resonators als Frequenz (statt z.B. 50MHz für CPLD).
Aber für meine Videogeschichte (Digital, demnächst vieleicht HDTV oÄ)
mit mindestens 10MBit/sec ist ein kleiner mC mit vieleicht 25MHz
einfach überfordert oder am Rande seiner Leistungsfähigkeit.


>Fluxkompensator nicht vergessen!
einen guten Überblick über die Zukunft bieten wissenschaftliche
Werke wie "Der Futurulogische Kongress".

Aber trotzdem vielen Dank für die Einwände, die ich auf jeden Fall
in meiner Planung berücksichtige.


Gruss

Jörg

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