Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Was für Controller in Sensor Systemen?


von Kev. (Gast)


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Hallo,

Wenn ich mir zBsp folgenden Licht sensor anschaue: VEML7700
Dann hat dieser bereits eine I2C Schnittstelle. Das bedeutet, dass in 
diesem Package der eigentliche Sensor, UND ein Mikrocontroller vorhanden 
ist, der den Sensor ausliest, um dann über ein Bussystem die Daten zu 
verfügung zu stellen.

Ich würde gerne mehr über die eingesetzten uC in solchen Sensorsystemen 
erfahren.. gibt es einen standard uC Typ für solche Systeme?
Wo befindet sich der uC? Im Lichtsensitiven DIE?

Fragen über fragen...

Mit freundlichen Grüßen


Kev

von H. H. (Gast)


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Kev. schrieb:
> VEML7700

Da ist kein µC drin.

von -gb- (Gast)


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Nicht für jede Kleinigkeit braucht man einen uC. Ein Schieberegister und 
ein Zustandsautomat reicht da schon.

von Kev. (Gast)


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-gb- schrieb:
> Nicht für jede Kleinigkeit braucht man einen uC. Ein
> Schieberegister und
> ein Zustandsautomat reicht da schon.

Aber da muss doch auf jeden Fall ein ADC drin sein .. ?
Zustandsautomat ist doch nur ein Programmier konzept.

Also wie genau funktioniert das ?

von Stefan F. (Gast)


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Kev. schrieb:
> Aber da muss doch auf jeden Fall ein ADC drin sein .. ?

Ja und? ADC sind auch keine Mikrocontroller und können unabhängig davon 
arbeiten.

> Zustandsautomat ist doch nur ein Programmier konzept.

Nein, definitiv nicht.

> Also wie genau funktioniert das ?

Das wird bei jedem Sensor anders sein. Bei manchen Produkten findest du 
sehr detaillierte Infos im Datenblatt, bei anderen nicht. Eine 
allgemeingültige Antwort gibt es nicht.

von Low impedance source (Gast)


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Da ist nen adc und etwas Logik drin das Ding hat keinen multipurpose 
Prozessor

von H. H. (Gast)


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Low impedance source schrieb:
> das Ding hat keinen multipurpose
> Prozessor

Gar keinen Prozessor!

von Christian B. (cb1969)


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Schau Dir das Blockschaltbild im Datasheet an.

Kein µC!

von -gb- (Gast)


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Kev. schrieb:
> Aber da muss doch auf jeden Fall ein ADC drin sein .. ?

Ja, da hab ich eine Frage zu:
Sind das Flash ADCs oder was wird da als Takt verwendet? Haben die einen 
internen Taktgeber oder nehmen die den I2C Takt? Letzteres kann ich kaum 
glauben weil der Frequenzbereich meist sehr groß ist.

von Kev. (Gast)


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Timingcontroller und ein I2C Buffer.

Ja ok dann ist kein uC drin. Aber trotzdem ist da eine sehr komplexe 
Logik vorhanden. Denn ein I2C Modul braucht eine Kontrollogik, eine 
packet-error calculation, clock control usw usw...
Und das alles kann ich mir gerade nicht vorstellen, wie das nur diskret 
aufgebaut sein soll..

von Stefan F. (Gast)


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-gb- schrieb:
> Sind das Flash ADCs oder was wird da als Takt verwendet?

Wer oder was ist "das"? Meinst du wieder allgemein ADC in beliebigen 
Sensoren mit digitalem Ausgang?  Kann sein, kann auch nicht sein. Je 
nach Produkt.

Manche Details halten die Hersteller absichtlich geheim. Wichtig ist 
nur, dass die Außenschnittstelle und die technischen Daten sauber 
dokumentiert sind. Wobei selbst das von einigen chinesischen Herstellern 
recht locker gesehen wird.

von Stefan F. (Gast)


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Kev. schrieb:
> Und das alles kann ich mir gerade nicht vorstellen, wie das nur diskret
> aufgebaut sein soll..

Warum denn nicht? Wer die Ablaufsteuerung eines Mikrocontrollers in 
Silizium umsetzen kann, der kann auch das.

Schau dir den Sensor an, der ist noch viel komplexer und ebenfalls ohne 
Mikrocontroller:
https://www.st.com/resource/en/datasheet/ais328dq.pdf
https://www.richis-lab.de/MEMS_02.htm

Er hat nicht einmal einen Reset Eingang.

von olaf (Gast)


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> Denn ein I2C Modul braucht eine Kontrollogik, eine
> packet-error calculation, clock control

Du kannst ein I2C-Slave einfach mit ein paar Termen beschreiben
und in ein kleines CPLD pappen, da kann so ein Sensorhersteller
das auch genauso in ein ASIC machen.

Es gibt aber durchaus Sensoren mit kleinen Controllern drin.
Vor allem wenn man eigenartige Kennlinien begradigen will.

Drin sein kann da alles moegliche. Halt das worauf der Hersteller
bock hat und sicher auch abhaengig von der Stueckzahl.

Olaf

von -gb- (Gast)


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Stefan F. schrieb:
> -gb- schrieb:
>
>> Sind das Flash ADCs oder was wird da als Takt verwendet?
>
> Wer oder was ist "das"? Meinst du wieder allgemein ADC in beliebigen
> Sensoren mit digitalem Ausgang?  Kann sein, kann auch nicht sein. Je
> nach Produkt.

Ich meine ADCs in Sensoren die keinen externen Takt bekommen außer zur 
Kommunikation. Irgendwie müssen die das ja wandeln.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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-gb- schrieb:
>>
>>> Sind das Flash ADCs oder was wird da als Takt verwendet?
>>
>> Wer oder was ist "das"? Meinst du wieder allgemein ADC in beliebigen
>> Sensoren mit digitalem Ausgang?  Kann sein, kann auch nicht sein. Je
>> nach Produkt.
>
> Ich meine ADCs in Sensoren die keinen externen Takt bekommen außer zur
> Kommunikation. Irgendwie müssen die das ja wandeln.

Ja. Irgendwie. Je nachdem was der Sensor braucht. Und wenn der ADC einen 
Takt braucht, dann ist da eben ein interner Taktgenerator. RC oder Quarz 
oder MEMS. Je nach Anforderungen. Nicht jeder Sensor ist gleich.


Kev. schrieb:
> das alles kann ich mir gerade nicht vorstellen, wie das nur diskret
> aufgebaut sein soll..

Was meinst du mit "diskret"? Wenn der Sensor in hinreichend großen 
Stückzahlen gebaut wird, dann ist da natürlich ein IC drin. Ein 
kundenspezifisches (bzw. sensorspezifisches) halt.

von A. S. (Gast)


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Kev. schrieb:
> Und das alles kann ich mir gerade nicht vorstellen, wie das nur diskret
> aufgebaut sein soll..

Wenn Du die Chance hast, schnuppern Mal in vhdl rein. Damit kannst Du 
viele Funktionen realisieren. Und die werden in FPGAs/CPLDs ohne uC per 
standardisierter latches und Gatter umgesetzten. Oft überraschend 
wenige, da wirklich nur das aktuell benötigte umgesetzt wird.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Kev. schrieb:
> gibt es einen standard uC Typ für solche Systeme?

Nein. Manchmal sind das ARMs, aber die kosten Lizenzgebühren (pro 
Stück), weshalb da durchaus auch eigenentwickelte MCUs benutzt werden 
(dort, wo welche drin sind).

Kev. schrieb:
> Denn ein I2C Modul braucht eine Kontrollogik, eine packet-error
> calculation, clock control usw usw...

CRCs sind so aufgebaut, dass man sie relativ einfach in Hardware 
implementieren kann. Zustandsautomaten (Ablaufsteuerung) sind ohnehin 
völlig typisch für Hardware.

Das sind am Ende alles ASICs, also Standardzellen für einzelne 
Funktionen, die entsprechend einer Hardwarebeschreibung (VHDL oder 
Verilog) zusammen geknüppert werden. Dadurch lässt sich das preiswert 
aufbauen, ohne dass man jeden Transistor einzeln anfassen muss.

Das Prototyping für sowas läuft über FPGAs.

von Lothar (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Manchmal sind das ARMs, aber die kosten Lizenzgebühren (pro
> Stück), weshalb da durchaus auch eigenentwickelte MCUs benutzt werden

Oder 8051 ...

https://www.elektormagazine.de/news/gas-sensoren-in-smartphones-aber-mit-einem-8051

von olaf (Gast)


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> Oder 8051 ...

Nicht mehr lange. Irgendwann gehen die alten Knacker die dort die 
Funktionalitaet eines Sensors in 300Bytes Assembler realisieren in Rente 
und dann kommen junge frische Informatiker die erst mal einen 
Phythoninterpreter installieren. Nach aussen wird man das kaum merken, 
hoechstens das Komma am Ruhestrom des Sensors muss man um eine Stelle 
verschieben. :-D

Im ernst, letztlich ist das natuerlich alles eine Frage von 
Lizenzgebuehren. Ich weiss aber auch von Bauteilen wo der Hersteller 
einfach einen weiteren ARM Core integriert hat ohne es dem Anwender 
mitzuteilen. Einfach weil eh schon da und jeder kennt es usw...
Ist wie immer eine Frage der Stueckzahlen.

Olaf

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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olaf schrieb:
> Nicht mehr lange. Irgendwann gehen die alten Knacker die dort die
> Funktionalitaet eines Sensors in 300Bytes Assembler realisieren

Ehrlich: wenn du die Funktionalität in 300 Byte Assemblercode 
realisieren kannst, dann nehmen die keinen Controller. Das bissel Logik 
dahinter gießen sie in Hardware.

von Kev. (Gast)


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Stimmt, mit ASICs kann sowas aufgebaut werden.
Es hat bei mir "klick" gemacht.

Ich bedanke mich an alle für die ausführlichen Antworten, das hat mir 
sehr geholfen !

Beste Grüße!
KEV

von olaf (Gast)


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> realisieren kannst, dann nehmen die keinen Controller. Das bissel Logik
> dahinter gießen sie in Hardware.

Vielleicht, vielleicht. Ich bin jetzt nicht so der extreme FPGA-crack, 
aber es gibt halt Dinge die gehen einem in Verilog mehr oder leider auch 
weniger leicht von der Hand. Schonmal ein Hitachi-LCD vom FPGA aus 
angesteuert? Da fand ich es einfacher einen 6502 zu implementieren und 
das Teil von dort aus zu programmieren.


Olaf

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