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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik DDR Übertragung bei 375 MHz über Stecker (ungeschirmt) möglich?


Autor: Joe Hu (joehu)
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Hi,

ich hab derzeit folgendes Szenario:
Auf einem Development-Board befindet sich ein FPGA in dem ich mit einem 
Takt von 375 MHz 2*16 Bit Daten im "dual data rate"-Modus, d.h. bei 
steigender und fallender Flanke, von einem ADC einlese (--> 24 GBit/s). 
Bisher ist implementiert, dass ne bestimmte Menge Daten gepuffert wird, 
und dann wird übertragen. Dadurch gehen Samples verloren.
Die Idee ist nun, alle Samples stattdessen durch den FPGA durch zu 
leiten und auf einer externen Platine zu verarbeiten. D.h. ich müsste 
die wieder mit 375 MHz im DDR-Modus weiterleiten. Dafür zur Verfügung 
stehen mir 32 + ein paar wenige Pins, die auf einen Expansion Header 
geführt werden.

Nun meine Frage:
Ist es machbar, über eine Distanz von vielleicht mmhhh 12 cm 32 
nicht-differentielle, nicht mit jeweils eigener Masse versorgte Signale 
bei 375 MHz zu übertragen, wenn irgendwo in der Strecke ein Stecker ist?

Hab schon Stunden lang gegoogled und nichts gefunden, das mir wirklich 
weiterhilft (von einer Rechnung abgesehen, die mir sagt, dass ich eine 
gescheite Terminierung brauche...).
Ich vermute mal, dass das große Probleme geben könnte, auch wenn ich 
nicht wirklich viel Ahnung von dieser Materie habe...

Wäre cool, wenn mir da jemand mit ein bisschen Ahnung und/oder Erfahrung 
weiterhelfen könnte... Danke ^^

Autor: Anja (Gast)
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Joe Hu schrieb:
> Distanz von vielleicht mmhhh 12 cm

sind bei 2/3 Lichtgeschwindigkeit ca 0,6 ns Signallaufzeit
bei 1,3ns Bitdauer.

Joe Hu schrieb:
> 32
> nicht-differentielle, nicht mit jeweils eigener Masse versorgte Signale

Die Voraussetzungen sind denkbar schlecht du hast:
- Galvanische Kopplung an der Masseleitung wenn 32 Signale gleichzeitig 
Schalten dürfte kurzzeitig ein Strom von ca 2A am Massepin fließen.
bei 1 cm Steckerlänge und 0.2ns Flankensteilheit ergibt sich:
U = L * dI / dT = 10 nH * 2A / 0.2ns = 100V
Da Deine Versorgung wahrscheinlich kleiner ist bedeutet dies daß du 
entsprechend mehr Zeit brauchst bis das Signal eingeschwungen ist.

- Übersprechen (je nach Stecker)
- Einschwingstörungen.

Ob das funktioniert (und mit welcher Fehlerrate) wirst Du erst wissen 
wenn Du es aufgebaut hast.

Gruß Anja

Autor: oszi40 (Gast)
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So ganz einfach wirds wohl nicht. Schon ein Winkel in der Leitung kann 
für weitere Überraschungen sorgen.

Wahrscheinlich sollte SW erst mal auf Plausibilität prüfen was da so 
transportiert wurde. CRC, LRC ?

Autor: Falk Brunner (falk)
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q  Joe Hu (joehu)

>die wieder mit 375 MHz im DDR-Modus weiterleiten. Dafür zur Verfügung
>stehen mir 32 + ein paar wenige Pins, die auf einen Expansion Header
>geführt werden.

Das ist mehr als sportlich.

>Ist es machbar, über eine Distanz von vielleicht mmhhh 12 cm 32
>nicht-differentielle, nicht mit jeweils eigener Masse versorgte Signale
>bei 375 MHz zu übertragen, wenn irgendwo in der Strecke ein Stecker ist?

Würde ich nicht so machen. ~700Mbit/s pro Leitung sind alles andere als 
ein Pappenstil!

>Hab schon Stunden lang gegoogled und nichts gefunden, das mir wirklich
>weiterhilft

;-)
Klar, heutzutage ist Wissen und Erfahrung überflüssig, seit es Tante 
Google gibt.

> (von einer Rechnung abgesehen, die mir sagt, dass ich eine
>gescheite Terminierung brauche...).
>Ich vermute mal, dass das große Probleme geben könnte, auch wenn ich
>nicht wirklich viel Ahnung von dieser Materie habe...

WEIL du nicht viel Ahnung hast wird es mehr als genug Probleme geben.

Mein Rat. Lass es. Ohne differentielle Übertragung mit LVDS oder CML 
oder wasseissich wird das nix.

>Wäre cool, wenn mir da jemand mit ein bisschen Ahnung und/oder Erfahrung
>weiterhelfen könnte... Danke ^^

Das prinzipielle Konzept muss geprüft werden. Bei den Datenraten einfach 
mal festzustellen, uuups, passt nicht, na dann schaufeln wir die Daten 
halt in ein anderes Board geht nicht!!!

MFG
Falk

Autor: Joe Hu (joehu)
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Danke an alle für die ausführlichen Antworten!

@Anja: Ich denke ich kann die Rechnung so nachvollziehen. Und wenn ich 
das richtig verstehe, ist das eine Problem das, dass die 
Spannungsversorgung die 2A aufgrund zu kleiner Spannung nicht einprägen 
kann. D.h. ich müsste im Prinzip alle Leitungen mit separater Masse 
versorgen, wenn ich so etwas tun wollte...
Gut, wieder was gelernt :) Jetzt hab ich wenigstens mal nen Ansatzpunkt, 
was ich so bei diesen Fragestellungen rechnen könnte.

@Falk:
> ;-)
> Klar, heutzutage ist Wissen und Erfahrung überflüssig, seit es Tante
> Google gibt.

Du beweist ja ständig das Gegenteil (Deine Beiträge hier fallen aufgrund 
deines Stils auf ^_^).


> Mein Rat. Lass es. Ohne differentielle Übertragung mit LVDS oder CML
> oder wasseissich wird das nix.

Ja, werde ich wohl machen. Die Alternative wird wohl 16-Bit LVDS mit 100 
Mhz (auch wenn das heißt, dass ich eine Ladung Daten nicht mehr 
habe...). Das sollte aber gehen oder? Hat jemand zufällig nen guten 
Link/Buchtipp (ggf. in englisch) für mich, was LVDS angeht? Habe noch 
nie damit gearbeitet.


> Das prinzipielle Konzept muss geprüft werden. Bei den Datenraten einfach
> mal festzustellen, uuups, passt nicht, na dann schaufeln wir die Daten
> halt in ein anderes Board geht nicht!!!

Ich finde das Konzept auch doof ^_^. Aber im Moment arbeiten wir halt 
mit einem Development-Board das wir so von einem Hersteller bekommen 
haben, und es war nicht vorgesehen, alle Daten zu speichern (aber es 
wäre halt "nice to have"...). Wenn dann mal die eigentliche Theorie 
unseres System funktioniert, wird's ein neues, eigenes Board geben, das 
dass dann vielleicht kann...

Autor: Ich (Gast)
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Hallo, kannst du die Signale nicht komprimieren bevor du sie überträgst? 
1bit Differential PCM oder so was einfaches. dann hast du nur noch 
12Mhz.
Und ein langsames aber genaues Signal.

Autor: Joe Hu (joehu)
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Mmmhhh, das muss ich mir mal angucken. Danke für den Hinweis.

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