Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik FPGA <-> Mikrocontroller UART Anbindung


von VKem (Gast)


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Hi,

ich möchte hier mehrere kleine Module flexibel an einen FPGA anbinden 
welcher mir diverse Signale multiplexed.

Also ich gebe einem Sensor Modul die ID1 kommuniziere dementsprechend 
mit dem FPGA (ca 30cm) und dieser ist dann via rs485 (ein paar Meter) an 
einen Mikrocontroller angebunden.
Ich multiplexe hier im Test ca 10 Module. Den FPGA habe ich gewählt um 
mehrere UART Interfaces zu haben.

Modul <-- UART --> FPGA <-- RS485 --> Controller

Der FPGA ist eine Art Basisstation, was muss ich bei den 
Steckverbindungen für die einzelnen Uart Module beachten? Irgendwelchen 
Schutz?

Die Verbindung zu den Einzelmodulen wird 3.3V/12V/GND/RX/TX führen.

danke,
Volker

von abc (Gast)


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Multiplexer gibt es auch als einzelne ICs.

von VKem (Gast)


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Naja ich hab das FPGA Design bereits, es geht mir eher darum wie man die 
FPGA UART ports nun am Besten absichert.
Ich hab da 20 Uart Ports am FPGA, was benutzt wird hängt davon ab was 
angeschlossen ist.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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VKem schrieb:
> Ich hab da 20 Uart Ports am FPGA, was benutzt wird hängt davon ab was
> angeschlossen ist.

1.) Wenn du mit 12V Pegel ankommst, braucht es natürlich die 
Pegelwandler, das FPGA mag keine 12V
2.) Wen Stecker ein und ausgesteckt werden, ist eine Doppelschutzdiode 
(1 x VCC 1 x GND auch zu Empfehlen.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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VKem schrieb:
> Der FPGA ist eine Art Basisstation, was muss ich bei den
> Steckverbindungen für die einzelnen Uart Module beachten?
Das kommt drauf an, ob an "dem FPGA" schon irgendwelche Beschaltung dran 
ist, oder ob da die nackten Pins nach aussen gehen.

Und dann kommt es drauf an, ob du die Teilnehmer unter Spannung oder nur 
im abgeschalteten Zustand umsteckst. Und dann kommt es drauf an, ob du 
mit "UART" auch gleichzeitig "RS232 Pegel" meinst.

von VKem (Gast)


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Danke für die Detailfragen.

Lothar M. schrieb:
> VKem schrieb:
>> Der FPGA ist eine Art Basisstation, was muss ich bei den
>> Steckverbindungen für die einzelnen Uart Module beachten?
> Das kommt drauf an, ob an "dem FPGA" schon irgendwelche Beschaltung dran
> ist, oder ob da die nackten Pins nach aussen gehen.
>

Ich würde da wirklich die nackten Pins nach außen leiten (wollen).

> Und dann kommt es drauf an, ob du die Teilnehmer unter Spannung oder nur
> im abgeschalteten Zustand umsteckst. Und dann kommt es drauf an, ob du
> mit "UART" auch gleichzeitig "RS232 Pegel" meinst.

- ich würde gerne jederzeit Umstecken wollen
- der Pegel an den IO Ports/und der Leitung ist 3.3v

von VKem (Gast)


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Patrick L. schrieb:
> VKem schrieb:
>> Ich hab da 20 Uart Ports am FPGA, was benutzt wird hängt davon ab was
>> angeschlossen ist.
>
> 1.) Wenn du mit 12V Pegel ankommst, braucht es natürlich die
> Pegelwandler, das FPGA mag keine 12V

Die UART Kommunikation ist wirklich nur 3.3V

> 2.) Wen Stecker ein und ausgesteckt werden, ist eine Doppelschutzdiode
> (1 x VCC 1 x GND auch zu Empfehlen.

Danke.

hab mir das mal so notiert, mal schauen ob noch mehr Tipps 
zusammenkommen.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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VKem schrieb:
> Ich würde da wirklich die nackten Pins nach außen leiten (wollen).

Dan würde ich dir noch zusätzlich ein 3pF Keramik Kondensator gegen GND 
empfehlen, Kommt einn wenig auf die Baudrate an, können bei niedriger 
datenrate auch 12pF sein.
Das erspart dir "Handygeflüster" in der UART ...

Gruß und viel Erfolg.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Die ersten 3pF hat der FGPA-Pin schon intern, das war wohl nix.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Abdul K. schrieb:
> Die ersten 3pF hat der FGPA-Pin schon intern, das war wohl nix.

Deshalb noch Extern 3pF das ergibt mit dem (L) der Leiterbahn zusammen 
ein sauberes HF Filter....
<Bis 14'500 Baud würde ich aber 12pF (Total 15pf + ca 2nH 
Leiterbahn)empfehlen.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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100pF NPO wäre ne Hausnummer, wenn die Leitungen aus dem Gerät 
rausgehen. Aber wer will von einem IC mit vielleicht 35nm Strukturgröße 
nach außen gehende Leitungen...
Also besser gleich richtig machen.

von W.S. (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Also besser gleich richtig machen.

Dazu entweder den IC (oder die ICs) für's Wandeln TTL-V.24 mit auf die 
LP und auf den Kabeln mit +/- 12V arbeiten oder eine Kombi aus 
Vorwiderstand und Doppeldiode (nach GND und nach VCC).

Aber sowas hängt nicht von der Strukturgröße im IC ab.

W.S.

von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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W.S. schrieb:
> Abdul K. schrieb:
>> Also besser gleich richtig machen.

Ja und für 20 UART Port Leitungen, grad noch ein ADuM4120 für 
galvanische Trennung usw.....

Das war aber definitiv nicht die Frage des TO....

So wie das aussieht,
VKem schrieb:
> (ca 30cm)
würde ich wirklich einfach, mit einem kleinen "C" und den schon mehrfach 
beschriebenen Shuzdioden, die Leitungen vor Störungen schützen. alles 
andere ist wohl bei (ca 30cm) übertrieben.

Ich denke nicht das der TO daneben ein Drehstrommotor und 250V 10A 
Relais betreibt, die für eine solche Maßnahme nötig ist.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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VKem schrieb:
> Die Verbindung zu den Einzelmodulen wird 3.3V/12V/GND/RX/TX führen.

VKem schrieb:
> ich würde gerne jederzeit Umstecken wollen
> der Pegel an den IO Ports/und der Leitung ist 3.3v
Gibt es einen Strompfad von den 12V zu RX oder TX, der beim Ein- oder 
Ausstecken wirken könnte?

Oder andersrum: mal angenommen, du würdest die 12V fest zum "Modul" 
verbinden und dann nur RX (oder nur TX oder nur 3V3, halt eben ohne GND) 
anschließen, findest du dann einen Weg (gerne auch über parasitäre oder 
EMV Schutzdioden) von 12V nach RX (TX) ? Falls ja, dann könnte das für 
den Pintreiber im FPGA dumm ausgehen.

Da solltest du also über einen Serienwiderstand und/oder 
Begrenzungsdioden und/oder einen voreilenden Massekontakt nachdenken.

von Purzel H. (hacky)


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Weshalb das UART ? Vergiss das. SPI ist viel einfacher. Da kann man 
Schiebregister aneinander haengen um Werte zu laden. Aehnlich, rep 
gleich wie JTAG. Du kannst sogar dieselben Pins wie das UART am 
Microcontroller verwenden.

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