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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik gemeinsame Taktquelle für viele µC's


Autor: Marcus J. (marcusj)
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hallo,

ich möchte eine große Anzahl Microcontroller (ca. 30 Stück) gleichzeitig 
betreiben, die mit einem externen Takt versorgt werden sollen. Aus 
Platz- und Kostengründen sind Quarze, die für jeden Controller einzel 
benötigt werden, nicht gerade eine gute Alternative.

Ich hatte die Idee, zur Takterzeugung einen einzelnen Oszillator zu 
verwenden, der den Takt für alle Controller liefern soll. Irgendwo im 
Forum hatte ich mal gelesen, dass man jedoch nur eine bestimmte Anzahl 
von ICs bzw. µCs an einem solchen Oszillatorausgang hängen kann und 
deshalb Treiberbausteine nötig sind.

Kann mir dies jemand bestätigen, dass das tatsächlich so ist, da die 
Meinungen dafür sehr weit auseinander gehen?
Wie könnte die Schaltung für die Taktversorgung aussehen bzw. welche 
Treiberbausteine könnte man verwenden?

Hat jemand evtl. eine bessere Idee zur Taktversorgung?

Danke.

Autor: Falk (Gast)
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@Marcus J.

>ich möchte eine große Anzahl Microcontroller (ca. 30 Stück) gleichzeitig
>betreiben, die mit einem externen Takt versorgt werden sollen. Aus

30 uC auf einer Platine? Wow! Was soll das denn werden? Welche 
Taktfreqeunz soll verteilt werden?

>Ich hatte die Idee, zur Takterzeugung einen einzelnen Oszillator zu
>verwenden, der den Takt für alle Controller liefern soll. Irgendwo im
>Forum hatte ich mal gelesen, dass man jedoch nur eine bestimmte Anzahl
>von ICs bzw. µCs an einem solchen Oszillatorausgang hängen kann und
>deshalb Treiberbausteine nötig sind.

Ja. Bis ca. 20 MHz könnte man es so machen. Nimm einen Oszillator und 
häng einen 74HC04 dran, alle Gatter parallel. Der Oszillator muss dann 6 
Eingäge treiben, das können eigentlich alle gängigen Oszillatoren. Die 
einzlnen Gatter des 74HC04 treiben dann jeweils 5 uCs. Das sollte auch 
passen. Gfg. sollte man eine AC-Terminierung am Ende jeder Taktleitung 
vorsehen.

MfG
Falk

Autor: Knut (Gast)
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> 30 uC auf einer Platine?

???

Wer sagt das?

Autor: Falk (Gast)
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@Knut

>> 30 uC auf einer Platine?

>???
>Wer sagt das?

Das Posting des Ops lässt das vermuten.

"...Aus Platz- und Kostengründen sind Quarze.."

MfG
Falk


Autor: Marcus J. (marcusj)
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Ihr habt schon richtig gelesen. Es sind tatsächlich 30 µC. Diese 
besfinden sich alle auf einer Platine, das hatte ich vergessen zu sagen.
Soll ein Versuch zum Testen von µC's unter Stressbedingungen werden.

Als Frequenz sind 16 oder 20 MHz vorgesehen.

@Falk:
Die Antwort finde ich sehr gut. Was versteht man genau unter 
AC-Terminierung?

Was mir mittlerweile auch noch Sorgen macht, ist die Länge der 
Taktleitung. Diese wird voraussichtlich 10-20 cm lang. Da kann es ja 
passieren, das Störungen auftreten.

Autor: Falk (Gast)
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@Marcus J.

>Als Frequenz sind 16 oder 20 MHz vorgesehen.

Das geht mal noch (mit nem einfachen HC-Gatter).

>Die Antwort finde ich sehr gut. Was versteht man genau unter
>AC-Terminierung?

Am Ende der Leitung, welche impedanzrichtig mit 50..75 OHm layoutet 
werden sollte, wird ein Widerstand von eben diesem Wert in Reihe zu 
einem C angebracht (220pF mal als Orientierung).

>Was mir mittlerweile auch noch Sorgen macht, ist die Länge der
>Taktleitung. Diese wird voraussichtlich 10-20 cm lang. Da kann es ja
>passieren, das Störungen auftreten.

Schief gehen kann immer was. Aber 20 cm sind noch realtiv kurz, das geht 
sogar fast ohne Terminierung.
Ach ja, bitte keine allzulangen Stichleitungen an die Taktleitung, das 
kann auch ins Auge gehen. Schön von Takteingang zu Takteingang layouten.

MFG
Falk

Autor: Marcus J. (marcusj)
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aha, ich hab nochmal danach gegoogelt, eine AC-Terminierung ist also 
eine Art Leitungsabschluss.

Wo ich mir jetzt noch nicht ganz sicher bin ist ob der Treiber bei 20 
MHz mithalten kann. Leider habe ich in keinem Datenblatt dazu genaueres 
zu maximalen Frequenzen gefunden.

Das, was ich jetzt als Anhaltspunkt genommen habe, ist die "Propagation 
delay time".
Bei 20MHz habe ich ja eine Periodendauer von 50ns, also eine Impulsdauer 
von 25ns. Die Reagtionszeit ist mit 19ns bei 4,5V angegeben. Also gerade 
genug Zeit, damit der Treiber auf das Eingangssignal reagieren kann.
Bin mir jetzt nur nicht sicher ob diese Berechnung so richtig ist. Falls 
ja, dann ist es aber ganz schön knapp.

Autor: Falk (Gast)
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@Marcus J.

>aha, ich hab nochmal danach gegoogelt, eine AC-Terminierung ist also
>eine Art Leitungsabschluss.

Geanu.

>Wo ich mir jetzt noch nicht ganz sicher bin ist ob der Treiber bei 20
>MHz mithalten kann. Leider habe ich in keinem Datenblatt dazu genaueres
>zu maximalen Frequenzen gefunden.

20 MHz solten für ein HC noch machbar sein.

>Das, was ich jetzt als Anhaltspunkt genommen habe, ist die "Propagation
>delay time".
>Bei 20MHz habe ich ja eine Periodendauer von 50ns, also eine Impulsdauer
>von 25ns. Die Reagtionszeit ist mit 19ns bei 4,5V angegeben. Also gerade

Wo hast du diese Zahl her? Ausserdem spricht niemand von Reaktionszeit, 
es gibt im wesentlichen nur Propagation delay (Durchlaufverzögerung) und 
Rise/fall time (Anstiegs/Abfallzeit).

http://www.standardics.nxp.com/products/hc/pdf/74h...

Dort stehen typ. 9ns, max. 17ns. Das sollte passen. Falls doch nicht so 
ganz, dann nimm nen AHC, die haben typ. 3ns, max. 5,5ns. Dann brauchst 
du aber auf jeden Fall die Terminierung, denn die Dinger sind vrdammt 
schnell (Anstiegszeit typ. 2ns)

http://www.standardics.nxp.com/products/ahc/pdf/74...

>Bin mir jetzt nur nicht sicher ob diese Berechnung so richtig ist. Falls
>ja, dann ist es aber ganz schön knapp.

Nein. ;-)

MFG
Falk

Autor: Schorsch (Gast)
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Soll der gemeinsame Oszillator mit auf die Platine? Weil der würde ja 
dann auch dem Streßtest unterzogen.

Autor: Marcus J. (marcusj)
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>Soll der gemeinsame Oszillator mit auf die Platine? Weil der würde ja
>dann auch dem Streßtest unterzogen.

Ja, der muss da mit drauf. Und den Test muss der dann auch bestehen.

@Falk:

Da hab ich wohl etwas durcheinander gebracht. Hatte ein Datenblatt von 
einem anderen Hersteller. Das war leider nicht so schön aufgebaut.

Vielen Dank für die Hilfe. Jetzt komme ich erst mal weiter.

mfg
Marcus

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