Forum: FPGA, VHDL & Co. 10Gbit Consumer Hardware als Sampling Scope Hack


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von Jonas B. (jibi)


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Erstaunt über die günstigen Preise für 10Gbit Hardware und durch ein 
Projekt vom CERN (white rabbit) inspiriert, frag ich mich wie aufwendig 
es wohl ist eine 10Gbit Netzwerkkarte (intern pci express|extern USB 
3.0) Treiber seitig so zu kontrollieren, um damit quasi einen 1-Bit 
Sampler zu bauen (Analogfrontend) vorrausgesetzt? Gruß J

von Yellow Cable (Gast)


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Das sind doch alles FPGAs hier:
https://ohwr.org/project/wr-cores/wikis/Wrpc-core

Oder nicht?

von IQ130+ (Gast)


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Jonas B. schrieb:
> Erstaunt über die günstigen Preise für 10Gbit Hardware und durch ein
> Projekt vom CERN (white rabbit) inspiriert, frag ich mich wie aufwendig
> es wohl ist eine 10Gbit Netzwerkkarte (intern pci express|extern USB
> 3.0) Treiber seitig so zu kontrollieren, um damit quasi einen 1-Bit
> Sampler zu bauen (Analogfrontend) vorrausgesetzt? Gruß J

Falsches Unterforum?

10G ist IMHO kein Binärcode, sondern was mehrwertiges mit Phasensprüngen 
(PAM16) das auch noch zu Gruppencodes zusammengefasst ist. Das sollte 
nicht so trivial sein da ein LA draus zu machen. Taktrückgewinnung ist 
auch so ein Thema. Und 10G nutz 4 Leitungspaare, nicht nur eins. Also 
wenn da ein 1GS/s LA draus wird wäre das schon ne Leistung.

https://docs.toradex.com/106373-distortion-test-1000base-t-without-disturber.png


https://www.elektronik-kompendium.de/sites/net/1107311.htm

von (prx) A. K. (prx)


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4-Kanal Scope mit 800 MHz Samplerate? ;-)

von Jonas B. (jibi)


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Ok, scheint als wäre es nicht ganz abwegig :)

>Und 10G nutz 4 Leitungspaare, nicht nur eins. Also
>wenn da ein 1GS/s LA draus wird wäre das schon ne Leistung.

Um so besser eigentlich. Hat man mehr Bits oder kann Leitungen zur 
Synchronisierung zwischen mehreren Modulen nutzen, also noch mehr Bits 
:D
Die Idee mit dem Logicanalyzer ist gut, das vereinfacht erstmal die 
Anforderungen und lässt sich einfacher testen.
Bleibt die Frage, welche Hardware/Bus/Treiber etc. und wie dann auf die 
Daten am schönsten zugreifen. Puh

von IQ130+ (Gast)


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Jonas B. schrieb:
> Ok, scheint als wäre es nicht ganz abwegig :)

Da haben wir uns missverstanden, ich halte die Idee aus einem 10G-Port 
einen Hispeed Logicanalyzer 'zu hacken' für völlig abwegig.

Aber vielleicht verstehe ich dein Vorstellung von einem Logicanalyzer 
falsch?
Welches konkrete signal willst damit analysieren? Etwas das Speicher 
(DDR3)-Interface eines Controllers? Das PCIe zur Grafikkarte?

von (prx) A. K. (prx)


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Jonas B. schrieb:
> Die Idee mit dem Logicanalyzer ist gut

Das ist mitnichten digital und hat auch keine 10 GHz. Der Schrittakt bei 
10GBASE-T beträgt lediglich 800 MHz.

Besser sieht es bei SFP+ Modulen aus. Da sind wohl wirklich 10Gb seriell 
drauf, auch auf Direct Attach Twinax-Kabeln, die man da reinsteckt.

: Bearbeitet durch User
von Jonas B. (jibi)


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>Besser sieht es bei SFP+ Modulen aus. Da sind wohl wirklich 10Gb seriell
>drauf, auch auf Direct Attach Twinax-Kabeln, die man da reinsteckt.

Die sind ja eigentlich viel besser. Und 40Gb (4x10) Module gibt es auch 
einige.
Und scheinbar kommt man auch an die raw Daten vor dem PHY dran, da die 
Module für proprietäre Protokolle eingesetzt werden.

https://bootlin.com/blog/sfp-modules-on-a-board-running-linux/

: Bearbeitet durch User
von Blechbieger (Gast)


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Bei 10GBASE-T (wie auch bei 1000BASE-T) kommt noch hinzu dass das alle 
Leitungen bidirektional sind, auf jedem Adernpaar wird gleichzeitig 
gesendet und empfangen. Das, zusammen mit Übersprechen und Reflexionen 
wird mit aufwändigen Signal Processing wieder herausgerechnet lange 
bevor man an die Daten kommt. Das ist auch der Grund warum 10GBASE-T im 
Vergleich zu den Glasfaservarianten so viel Strom braucht.

Jonas B. schrieb:
> Und scheinbar kommt man auch an die raw Daten vor dem PHY dran, da die
> Module für proprietäre Protokolle eingesetzt werden.

Ja, optische Phy sind ziemlich dumm und machen nicht viel mehr als eine 
Wandlung optisch nach differentiell elektrisch. Aber auf einer 
10G-Netzwerkkarte kommt danach der MAC und der wird alles verwerfen was 
nicht nach Ethernet aussieht. Stattdessen einen FPGA und man könnte 
damit etwas machen aber das ist das Gegenteil von Consumerhardware wie 
die Idee des TO.

von (prx) A. K. (prx)


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Blechbieger schrieb:
> Das ist auch der Grund warum 10GBASE-T im
> Vergleich zu den Glasfaservarianten so viel Strom braucht.

Auch gegenüber Twinax.

von ... (Gast)


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Arista hat bei 10 G was mit FGPA im Angebot (gehabt).
Aber ein LA wird wohl billiger sein.

von Jonas B. (jibi)


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>Stattdessen einen FPGA und man könnte
>damit etwas machen aber das ist das Gegenteil von Consumerhardware wie
>die Idee des TO.

Gerade gibt es ja die Bitcoin-Miner Boards, davon hab ich mir mal ein 
paar besorgt. Der verbaute Artix 7 schafft wohl knapp 6Gbit an seinen 
GTPs.

Über white rabbit kann mam mehrere dieser boards extrem jitterfrei 
verbinden:
https://ohwr.org/project/wr-cores

6Gbit geht gerade noch so auf einem billigen PCB, eventuell mit ein paar 
versuchen. Damit könnte man ein Frontend ansteuern, abgekupfert hier:

https://github.com/tedyapo/sampling-scope-WIP

aber mir 3 Komperatoren und damit dann einen 3 bit Sampler bauen.... 
Wenn man viel Lust und Zeit hat :D...

Erstmal ein Board zum laufen kriegen, dann sehen wir weiter. Als 
Clockreferenz für ein white rabbit, was meint ihr ist besser:

Ebay-Artikel Nr. 292905940612

oder:

http://www.leobodnar.com/shop/index.php?main_page=product_info&cPath=107&products_id=234

Gruß J

von Proggi (Gast)


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IQ130+ schrieb:
> Also
> wenn da ein 1GS/s LA draus wird wäre das schon ne Leistung.

dann kannst du auch den FPGA selber nehmen und dessen SERDES. 1080 beim 
Spartan 6 von vor 10 Jahren.

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