Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik schneller I/O-Buffer/treiberbaustein gesucht


von Flip B. (frickelfreak)


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Ich würde mir gern ein Kommunikationsmodul bauen. Es soll z.b. 16 
schnelle I/O  ports mit individuell einstellbaren Spannungspegeln und 
Protokollen bereitstellen, gesteuert von einem  µC, welcher über USB 
oder Netzwerk von einer web-oberfläche oder Host-application kommandos 
erhält.

Anwendung ist auf der Werkbank, z.b. Uart , SPI, JTAG mit einstellbaren 
Pegeln, EEprom-/HV-AVR flasher, Universeller progammer, vielleicht auch 
RS232 oder RS485 emulation sowie koordiniertes Glitchen von 
Readout-protection.

Dafür suche ich bidirektionale Ausgangstreiber/pegelwandler, welche sich 
am liebsten individuell mittels langsamer schnittstelle als DAC auf 
beliebige Spannung einstellen lassen, und dann eine schnelle datenrate 
pegel-wandeln.

Alternativ dachte ich an Analogschalter- matritzen, welche schnell die 
gewünschten Pegel durchschalten. Dann würden auch 2-4 analogkanäle 
ausreichen und der Rest kann mit 1,8/3,3/5V arbeiten.

Der Super-Optimale Port hätte folgende eigenschaften:

- Ausgangspegel einstellbar -12V bis +12V
- Ausgangsimpedanz/stromlimit in stufen einstellbar bis +-30mA
- I/O umschaltung
- 10MBit/s durchsatz
- mittelmäßige genauigkeit +-5%  reicht aus
-preis 2€, lieber 1€ pro treiberpin, damit man ohne reue ein paar bauen 
kann und auch mal einer kaputt gehen darf.


Bisher ins auge gefasst habe ich M62364G  und CH446Q sowie eventuell ein 
eigener µC pro n kanäle plus R2R DAC und einer gemeinsamen 
CLK/Bus-architektur. Vielleicht mit CH32V003 und dessen internen 
OPA/komparator o.ä.

eine inspiration ist das Jumperless-Breadboard

https://github.com/Architeuthis-Flux/JumperlessV5/blob/main/Jumperless23V50/EverythingOnOneSchematic/EverythingOnOneSchematic.pdf

Kennt jemand geeignete Bausteine oder hat einen anderen 
Architekturvorschlag bzw argumente für oder gegen die beschriebenen?

: Bearbeitet durch User
von Klaus F. (klaus27f)


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Flip B. schrieb:
> Es soll z.b.
  ...  blablabla 100 Forderungen ... blabla
> bereitstellen

Und was träumste nachts?

von Helmut -. (dc3yc)


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Nimm lieber für jede Anwendung den passenden Treiber/Pegelwandler. Ist 
billiger und lässt sich optimal an jede Anwendung anpassen. Eierlegende 
Wollmilchsäue sind immer ein Kompromiss oder überteuert.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Die Anforderung, dass das ganze "schnell" sein soll, passt überhaupt 
nicht zu den vorgeschlagenen Komponenten. Wenn irgendwelche Signale erst 
über per SPI angebundenen Bausteine laufen müssen, ist das eher langsam.

Und Du musst ja nicht nur einen der Pegel per DAC vorgeben können, 
sondern mindestens zwei, zwischen denen umgeschaltet wird. Auf der 
Empfangsseite muss natürlich auch der Schwellwert für die 0/1-Erkennung 
eingestellt werden, ggf. mit einer entsprechenden Hysteresis.

Es gibt für exakt diese Anwendung doch entsprechende Pin-Treiber schon 
in voll integrierter Form zu kaufen, d.h. inklusive integrierten 
Pegel-DACs, programmierer Strombegrenzung, Richtungsumschaltung, 
programmierbaren Schwellwerten, Selbsttest, usw.. Diese Pin-Treiber 
werden vornehmlich in frei programmierbaren industriellen Prüfsysteme 
eingesetzt und sind entsprechend robust ausgelegt. Folglich muss man sie 
auch nicht so auslegen, dass man sie bei jeder Fehlverwendung gleich 
austauschen müsste.

Beispiel: Analog Devices ADATE320
Der Baustein erfüllt zwar mit +/-25 mA nicht ganz die Anforderung von 30 
mA, enthält aber auch eine Messfunktion bis +/-40 mA. Für welches 
Protokoll benötigt man denn heutzutage 30 mA?

Bei Analog Devices finden man aber auch noch unzählige weitere Typen. 
Renesas hat auch einiges im Angebot, ebenso Elevate Semiconductor.

Und auf der "Digitalseite" schließt man solch ein Teil am Besten an ein 
FPGA oder an ein SoC mit integriertem FPGA-Anteil an, um auch die 
digitalen Protokolle sauber darstellen zu können.

: Bearbeitet durch User
von Flip B. (frickelfreak)


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Genau wie du sagst, nach dem langsamen Setup der Pegel-DACs, werde ich 
ein schnelles Digitalsignal aus FPGA oder erstmal RP2350-PIO block 
anschließen was lediglich übersetzt wird. Die Serielle kommunikation 
kann also schnarchlangsam sein.



Andreas S. schrieb:
> Analog Devices ADATE320

Geiles Teil! Ein bisschen overkill, aber die schlagworte "ATE pin 
driver" und four-quadrant-driver sind interessant. Danke dafür

von Alexander (alxc)


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Bist du dir über die Dimensionen im klaren was du da vor hast? Hast du 
mal recherchiert ob es so etwas ähnliches nicht vielleicht schon gibt? 
Das war eine rhetorische Frage. Wieviel Zeit willst du da überhaupt da 
rein versenken bevor du mit deiner Lösung irgendetwas sinnvolles 
anfangen kannst? Ich vermute dass dein Problem bereits hinlänglich 
gelöst wurde.

Bevor du mit der Hardware anfängst, könntest du vielleicht mal den 
Softwareteil umreißen. Dazu braucht es keine speziellen Treiber-ICs. 
Dieses Problem kannst du dir für den Schluss aufheben und meiner Meinung 
nach ist das um Dimensionen kleiner als deine Anforderungsliste an die 
Software. Vielleicht kaufst du dir irgendetwas auf dem ESP32 
basierendes. Dort liegt der Quellcode fast immer offen und das strickst 
du dann um so wie du es brauchst.

: Bearbeitet durch User
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