Tiefsinnige Elektronikerfrage: CPLD gesucht

amigaman

Hallo,
Ich versuch mein Ansinnen mal hier vorzubringen, vielleicht gibt es ja hier an Board Leute, die ausreichend professionelle Elektronikerfahrung mitbringen, um mir weiterzuhelfen.
Folgendes:
Ich brauche einen Baustein, mit dem ich insgesamt 8 PWM-Signale gleichzeitig in Pulsbreite (und evtl. Frequenz bzw. Periodendauer) erfassen kann.
Das Problem ist, das alle Signale zwär ähnliche Frequenzen haben, aber eben auch gleichzeitig ankommen können (das ist aber nicht zwingend).
Daher fällt eine Saftware-Lösung aus, die hätte zumindest Latenzen, evtl. würden sogar Pulse verschluckt werden.
Die Signale kommen von verschiedenen Sensoren, die teilweise nur wenige -zig Impulse pro Sekunde mit je wenigen ms Impulsdauer rausgeben.

Ich habe mir überlegt, das ich dazu in einem CPLD oder FPGA 8 unabhängige 16-bit breite Zähler brauche, die über eine Steuerlogik bei steigender Flanke genullt und bei fallender Flanke gestoppt werden, für die Periodendauer müsste man evtl. erst über ein Register "Zwischenzeit nehmen", dann stoppen.
Das ganze soll dann per Microcontroller ausgelesen werden.
Wenn es geht, müsste der Controller das ganze auch rückwärts können, d.h. der CPLD müsste auch 8 PWM-Signale generieren können, also wieder 8 16-bit Zähler, diesmal mit je 2 Registern für den PWM-Wert und den Maximalwert.
Ich habe Erfahrungen mit PICs, seit es sie gibt, auch wenn ich mich primär in der 8-bit-Welt aufgehalten habe, und ein wenig in die Atmelwelt hab ich auch geschnüffelt.
Atmel hat um Welten bessere PWM-Module, und einige Controller haben ja auch satt PWM-Ausgänge, aber die Capture-Eingänge fressen je einen Timer, und so viele Timer habe ich bei keinem gefunden.
Microchip hat, soweit ich das sehe, gar nicht passendes.
Meine Recherchen bei z.B. Xilinx ergeben, das es im QFP44 einiges gibt, aber was man da an Funktionen reinladen kann, kann ich nicht abschätzen.
Viel größer möchte ich nicht werden, weil ich ja nur 8 Eingänge, 8 Ausgänge, die µC-Schnittstelle, Strom und Takt (irgendwo zwischen 100kHz und 10MHz) brauche.

Ich möchte mir also jetzt "eine neue Welt" erschließen, hab aber keine Ahnung, wohin ich gehen soll.
Da mir schon seit längerem dieses Projekt im Kopf rumschwirrt, bitte ich hier mal um Hilfe, vielleicht kann mir jemand einen Tip geben.
Professionelles Lötequipment ist vorhanden, sofern kein BGA erforderlich ist.
Ich möchte auch niemandem auferlegen, mir bei der Lösung zu helfen, ich brauche nur Tips, mit welchen Bausteinen man das bewerkstelligen kann.
Evtl. bin ich auch auf einem ganz falschen Dampfer, und es gibt bessere Möglichkeiten, das zu lösen, dann bitte her mit euren Ideen.
Ich habe mich an den Captures und PWMs von Atmel orientiert, logisch ist das simpel und in meinen Augen als Anfängerprojekt geeignet, nur eben "viel", und ich weiß nicht, ob das in einen QFP44 passt.

Fragen, Anregungen, Beschimpfungen Wink

?
Immer her damit!

Und nein, das ist keine Hausarbeit vom Prof. o.ä., aus dem Alter bin ich (leider) schon lange raus.
_________________
Gruß, Jens

Meins: Traxxas Summit @ 2x 2S 7,6Ah LiPo | Vaterra Twin Hammers @ 2S 4,2Ah LiPo
Sohn: Traxxas Stampede @ 2S 5,8Ah LiPo

svenSA · Verfasst am: 15.04.2012, 09:36 • Titel:

Moin,
ich glaube du wirst bei http://www.mikrocontroller.net/ eher findig.
Dort sind "all die Freaks")

Gruß Sven
_________________
...... signatur

FlyingGekko · Verfasst am: 15.04.2012, 11:39 • Titel:

Du benötigst einfach nur einen AD-Wandler mit zeitsynchroner Abtastung der Kanäle. Dort besitzt jeder Kanal ein eigenes S&H Glied und nur die Digitalisierung erfolgt "nacheinander". Sowas ist doch eh schon in fast jedem µC verbaut (zb. MSP430 von TI).

Frequenzen im kHZ-Bereich stellen ja auch kein großes Problem dar. Denk nur dran, vor jedem Kanal ein ordentliches Anti-Aliasing-Filter zu implementieren. Ansonsten machen dir die PWM-Signale ganz schnell Probleme.

mfg Stephan

amigaman · Verfasst am: 15.04.2012, 18:05 • Titel:

@svenSA:
Hab ich schon in ähnlicher Form probiert, hat ebenso wenig antworten wie hier gegeben.
Gibt wohl nicht so viele Leute, die sich mit so fortgeschrittenen Teilen beschäftigen.
Dennoch danke für den Tip.

@FlyingGekko:
Über AD ist das zu ungenau. Die Information steckt in der Impulslänge, und die müsste ich auf mindestens 1µs genau erfassen. Das Tastverhältnis liegt in der Regel irgendwo zwischen 1 und 10%, da wäre auch kaum Spannweite -> schlechte Auflösung. Oder Verstärkung mit OpAmps, aber das wäre ja noch mehr Aufwand.
Und das Problem ist der Platz, da ist für soviele analoge Bauteile nicht so viel davon, und die Signale sind ja eh' digital, daher war mein Ansatz auch voll digital.

Das schlimmste ist, das in den Erzeugern dieser Signale Atmels sitzen, die die PWM mit den Timern erzeugen. Wenn ich da (an die Software) direkt rankäme, wäre alles in (vergoldeter) Butter.

Kann der (oder 'ein') MSP430 8 Captures gleichzeitig? Die Dinger kenne ich gerade so vom Namen her, wie gesagt, ich bin nur Microchip und Atmel gewöhnt. Würde mich aber einarbeiten, wenn du mir sagen kannst, mit welchem es gehen könnte.
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Gruß, Jens

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FlyingGekko · Verfasst am: 15.04.2012, 18:11 • Titel:

@amigaman: 8 Eingänge für externe Interrupts findet man bei den MSP430 sicher mal. Wenn du allerdings im µs Bereich auflösen willst, kommst du um einen DSP nicht rum, denn bei nem µC ist in der Regel bei 16MHz Schluss. Und da es selten µCs mit 8 Timern gibt, musst die Software ja doch ein paar Operationen pro Interrupt vornehmen.

Es gibt aber bei TI auch diesbezüglich jede Menge brauchbarer Chips.

Wie dynamisch muss die Messung denn sein? Wenn eine genaue aber träge Erfassung reicht, könnte man die PWM-Signale ja per Filter demodulieren und nur die quasi Gleichanteile erfassen.

amigaman · Verfasst am: 15.04.2012, 18:34 • Titel:

Ich möchte gerne mit meinem controller nach jedem Impuls entsprechend reagieren, die kommen langsam genug, mit 10k Interrupts pro Sekunde hab ich schon im Pic18F erfolgreich gearbeitet. Und das war mit gerade 10 MHz, wobei da heutzutage durchaus 25 bis 33 gehen.
Aber selbst damit hab ich ein Problem.

Ich möchte relativ viele Pulse mitteln (FIR/IIR), aber dennoch Trends auswerten.
Und Software behandelt Interrupts mit Latenz, gerade weil die Möglichkeit besteht, das mehrere Signale zur selben Zeit eintrudeln.
Und wie gesagt, die Information ist die Pulslänge, das Tastverhältnis ist fast nicht aussagekräftig, weil die Frequenz nicht festgelegt ist.
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Gruß, Jens

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