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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Logik Ein und -ausgänge schützen


Autor: Michael (Gast)
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Hallo,

ich habe die schwere Aufgabe, eine Schaltung zu entwickeln, welche die
Ein/Ausgabepins unserer FPGA-Boards idiotensicher schützen soll.

Ich habe mir folgendes gedacht:
Um die FPGAs gegen zu hohe Eingangsspannung (3,3V FPGA) zu schützen,
will ich Bus-Switches (TI SN74CB3T3245) einsetzen.

Was ist, wenn der FPGA-Pin als Ausgang definiert ist und trotzdem
extern eine andere Spannung angelegt wird (FPGA gibt High aus, Pin ist
mit Masse verbunden)?
Man könnte Widerstände einfügen. Es soll nicht mehr als 1mA fliessen:
also 3,3kOhm

Wie sieht das dann mit der Signalqualität (auch bei etwas höheren
Geschwindigkeiten, 10MHz) aus?

Andere Vorschläge?

Die Lösung muss idiotensicher sein.
Die Lehrlinge haben schon einige Boards gegrillt...


Gruss
Michael

Autor: dds5 (Gast)
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Idiotensicher gibt es leider nicht.
Im Zweifelsfall gibt dann jemand Netzspannung drauf.

Dieter

Autor: Michael (Gast)
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So idiotensucher geht nicht, das ist klar.

Die FPGAs sind kaputt gegangen, weil jemand entweder 5V auf die Ports
gelegt hat oder weil ein kurzschluss Produziert wurde. Z.B. weil der
DIR-Eingang eines externen Bausteins verkehrt angesteuert wurde.

Es wird schon darauf geachtet, ob jemand das Netzspannung drauf legen
will. Allerdings können nicht alle externen Beschaltungen im Detail
kontrolliert werden.

Autor: TravelRec. (Gast)
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Ist 1mA wirklich alles, was die Ports wegheizen können? Na das ist ja
mal ein bisserl wenig. Mit 330 Ohm und eben 10mA max. Flußstrom kam ich
bisher ganz gut zurecht, höhere Serienwiderstände erhöhen durch die
Portkapazitäten die Bitverwascherei und machen eben die Geschwindigkeit
kaputt. Die Pufferschaltkreise müssen natürlich auch gegen ESD und
Kurzschluß geschützt werden, sonst lötest Du die andauernd aus und neue
wieder ein...

Autor: Michael (Gast)
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10mA müsste eigentlich kein Problem sein.

Es handelt sich dabei um Cyclone 2 bzw. Stratix 2 FPGAs. Die sollten
eigentlich bis zu 40mA pro Pin abgeben können.


Wir hatten einen Fall da wurden die DIRs von den bidirektionalen
externen Puffern eines kompletten 32bit-Busses falsch angesteuert.
Im Extremfall gibt der FPGA 0xffffffff aus und der Buffer 0x00000000.
Bei 330 Ohm Widerständen würde dann pro Pin 10mA fliessen. Insgesamt
wären das dann 320mA. Ob der FPGA das abkann, weiss ich nicht.

Ich werde das mit dem Widerständen wohl ausprobieren müssen:
Einen Rechteckgenerator, Poti in den Signalweg und den größt-möglichen
Widerstandswert bei akzeptabler Signalqualität ermitteln...

Autor: Maria Magdalena (Gast)
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Wie wäre es mit Supressor-Dioden? Schau mal bei www.littlefuse.com, die
haben z. B. auch welche zum Schutz von USB2-Signalleitungen, also
geschwindigkeitsmäßig dürfte es da kein Problem geben.

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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oder ne 5mA Sicherung in die Zuleitung keine Ahnung obs geht aber war
jezt grad ne kranke Idee de ich hatte als ich darüber nachdachte wei
oft mir ne Schmelz-Sicherung shcon das Leben/die Schaltung gerettet hat
;)

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