Forum: FPGA, VHDL & Co. LVDS über Standard-Kabel


von OnkelTom (Gast)


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Hallo,

Ich möchte 16-18 LVDS Leitungen von einem Gerät zu einem anderen 
übertragen. Das Kabel sollte ein Standard-Kabel sein. Eine Aufteilung 
auf 2 Kabel wäre auch ok.

Folgende habe ich mir angeschaut:

SCSI:
  Nachteil 120 Ohm, ich möchte die interne Terminierung des FPGA 
verwenden.
Netzwerk Patch-Kabel:
  Brauche 4-5 Kabel, Vertauschungsgefahr
DVI:
  7 Paare, also brauche ich 3 Kabel


Hat jemand eine gute Idee ?

von Christian R. (supachris)


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Bei Samtec machen lassen oder die sauteuren External PCIe Kabel nehmen.

von Lattice User (Gast)


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Die entscheidende Fragem:

welche Datenrate?
welche Distanz?

von Gerd E. (robberknight)


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Wie wäre es mit den 4x Mini-SAS-Kabeln, die im Serverbereich für externe 
Plattenkäfige verwendet werden? Heißt glaube ich SFF-8644.

von OnkelTom (Gast)


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Lattice User schrieb:
> Die entscheidende Fragem:
>
> welche Datenrate?

Es ist keine Datenverbindung, es handelt sich um die Ausgänge von 
Komparatoren.
Die Frequenz ist <100 MHz, Flankensteilheit 600 ps.

> welche Distanz?

Harte Spezifikationen gibt es keine. Mindestens 2 m. Wenn es Kabel mit 5 
oder 10 gäbe, dann wäre es ein deutliches Plus.

Die external PCIe Kabel wären übrigens perfekt. Aber ich habe "echte" 
PCIe Stecker am Gerät, darum finde ich das nicht so elegant. 
(Verwechslungsgefahr)

von Falk B. (falk)


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@ OnkelTom (Gast)

>Es ist keine Datenverbindung, es handelt sich um die Ausgänge von
>Komparatoren.
>Die Frequenz ist <100 MHz, Flankensteilheit 600 ps.

Ganz schön schnell.

>> welche Distanz?

>Harte Spezifikationen gibt es keine. Mindestens 2 m. Wenn es Kabel mit 5
>oder 10 gäbe, dann wäre es ein deutliches Plus.

>Die external PCIe Kabel wären übrigens perfekt. Aber ich habe "echte"
>PCIe Stecker am Gerät, darum finde ich das nicht so elegant.
>(Verwechslungsgefahr)

Die 120 Ohm beim SCSI sind DIFFERENTIELL. Single ended ca. die Hälfte. 
Das könnte man schon an normale FPGAs incl. interner Terminierung 
hinkriegen. Bei DEN kurzen Anstiegszeiten muss man das auch, erst recht 
bei 10m! Da muss man eigentlich schon mit Equalizer arbeiten.

von Christian R. (supachris)


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Naja 120 Ohm an die 100 Ohm vom FPGA  und dann bei den Anstiegszeiten, 
das wäre schon eine drastische Fehlanpassung mit jeder Menge 
Reflexionen. 1...2m kriegt man vielleicht noch ohne Equalizer hin, aber 
dann wirds schwierig. Haben wir bei unseren Versuchen mit Cabled PCIe 
gemerkt.

von Falk B. (falk)


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Ich möchte 16-18 LVDS Leitungen von einem Gerät zu einem anderen
>übertragen. Das Kabel sollte ein Standard-Kabel sein. Eine Aufteilung
>auf 2 Kabel wäre auch ok.

Bei bis zu 100 MHz/Leitung sind das um die 1,8 Gbit/s. Das könnte man 
auch muxen und per Gigabittranceiver übertragen. Das hat den 
Riesenvorteil, dass man nur eine Leitung braucht. Ein gutes Koaxkabel 
sollte genügen. Im Zweifelsfall kann man auch auf einen optischen 
Tranceiver (SFP) gehen, dann sind Dutzende km kein Thema.

von Lattice User (Gast)


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Als Standard Kabel gibt es noch SAS/Inifiniband. Der SFF8470 Connector 
hat 8 Paare.

Aber es ist ein Irrtum, zu glauben dass diese Kabel (SAS,PCIe,HDMI/DVI) 
weil sie für hohe Datenraten ausgelgt sind, auch problemlos für 
beliebige langsame Anwendungen taugen. Selbst die 600 ps sind im 
Vergleich schnarchlagsam , HDMI/DVI spezifiziert 75 ps bei 1,65 GBit/s, 
die anderen noch viel weniger.

Aber auch das DC gekoppelte HDMI/DVI (die anderen sind AC) verwendet 
einen DC freien Code (TMDS). Und das hat seinen Grund, es verhindert 
dass die die sehr geringe Dämpfung bei niedrigen Frequenzen das Signal 
kaput macht.

Die Cabled PCIe Spec (GEN-1) erlaubt eine Dämpfung von 5 dB bei 625 MHz 
(vom Transmitter -> Receiver). Die 5 dB versauen dir die 600 ps 
Anstiegszeit gründlich.

Übrigens beim Lattice ECP3 kann man die LVDS Eingänge auch auf 120 OHm 
konfigurieren, und ein Teil hat auch einen Equalizer mit 4 
Einstellungen. Letzteres leider etwas arg mager documentiert.

von Klaus F. (kfalser)


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OnkelTom schrieb:
> Es ist keine Datenverbindung, es handelt sich um die Ausgänge von
> Komparatoren.
Dann hängt es davon ab, mit welcher Auflösung Du die Auswertung 
brauchts.
Die Laufzeiten auf einem Kabel sind ca. 20-30 cm/ns, also 5-3 ns/m.
Unterschiede in der Laufzeit auf den einzelnen Adern können bei 5 bis 20 
m langen Kabels beträchtliche Fehler erzeugen.

> Die Frequenz ist <100 MHz, Flankensteilheit 600 ps.
Das sind 2 verschiedene Dinge. 100 MHz ist die nur die Grundfrequenz, 
bei 600ps Anstiegzeit muüssen mindestens Frequenzen von 800-900 MHz 
übertragen werden.

von user (Gast)


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Wie wäre es mit HDMI Kabel?

von Uwe B. (uwe_beis)


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Christian R. schrieb:
> Naja 120 Ohm an die 100 Ohm vom FPGA  und dann bei den
> Anstiegszeiten, das wäre schon eine drastische Fehlanpassung
Also Fehlanpassung ja, aber drastisch?

> mit jeder Menge Reflexionen.
Zunächst nur eine Reflexion am FPGA. Wenn der Sender korrekt mit 120 Ohm 
an die Kabelimpedanz angepasst ist, gibt es dort gar keine Reflexion, 
und das Signal am FPGA ist einwandfrei. Auch wenn er leicht 
fehlangepasst ist, wird ein kleiner Teil des kleinen reflektierten Teils 
wieder reflektiert. Ich hab's mal simuliert. Da muss man schon sehr 
genau hinsehen, was da von "jede Menge Reflektionen" übrig bleibt 
(weniger als 1%).

So schnell würde ich die Flinte nicht in's Korn werfen.

(PS: Fragt mich nicht, warum mein Simulator bei der 120-Ohm Variante 
eine Masse an der Quelle braucht, bei der 100er am anderen Ende. Anders 
'rum geht es nicht - "singular matrix"...)

: Bearbeitet durch User
von Georg A. (georga)


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> Wie wäre es mit HDMI Kabel?

Nur 4 differentielle Paare, nur noch schrottigerer Stecker als DVI.

von OnkelTom (Gast)


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Klaus F. schrieb:

> Das sind 2 verschiedene Dinge. 100 MHz ist die nur die Grundfrequenz,
> bei 600ps Anstiegzeit müssen mindestens Frequenzen von 800-900 MHz
> übertragen werden.

Diese Überlegung ist richtig. Aber was passiert, wenn die Bandbreite zu 
klein ist? Hauptsächlich wird die Flanke flacher. In Verbindung mit 
Störungen erzeugen flache Flanken Jitter und dieser Jitter ist für meine 
Anwendung störend.

Allerdings gibt es es eine große Bandbreite von Einsatzgebieten für 
meine Geräte. Manche Quellen haben z.B. von Haus aus einen Jitter von 
400 ns.

Folgendes wäre für meine Kunden gut:
-> Entweder 1 m mit super Qualität
-> Oder 10 m quer durchs Labor und immer noch brauchbar.


Danke übrigens allen, die bis jetzt geantwortet haben!

von J. S. (engineer) Benutzerseite


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Besteht keine Möglichkeit, einer Jitterkorrektur durch die Senke? Die 
100 MHz auf eine PLL, alles sampeln, resampeln und mit dem PLL-Ausgang 
raustakten.

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