реклама на сайте
подробности

 
 
2 страниц V   1 2 >  
Reply to this topicStart new topic
> Управляемый делитель тактовой частоты(клоков)
shamrel
сообщение Jan 14 2016, 05:28
Сообщение #1


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 132
Регистрация: 10-10-07
Из: Новосибирск
Пользователь №: 31 229



Приветствую!
В системе есть тактовая частота Fclk = 200МГц. От этой частоты нужно тактировать АЦП, ЦАП и цепочки фильтров. Причем, частота выборки устанавливается из вне (передается параметр) и может быть любой из Fclk/N , где N -- целое число 16-битное число (включая 1).
Как можно это сделать? Делитель на счетчике с загрузкой? Выход не будет синхронным с основной частотой, да и минимальный коэффициент деления 2, а нужно 1 (нет деления). Использовать перестраиваемый PLL? Сильно громоздко получается (в Altera), или может я не до конца разобрался как это сделать. Или смириться с асинхронностью схемы?


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bad0512
сообщение Jan 14 2016, 05:39
Сообщение #2


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 802
Регистрация: 11-05-07
Из: Томск
Пользователь №: 27 650



Цитата(shamrel @ Jan 14 2016, 11:28) *
Приветствую!
В системе есть тактовая частота Fclk = 200МГц. От этой частоты нужно тактировать АЦП, ЦАП и цепочки фильтров. Причем, частота выборки устанавливается из вне (передается параметр) и может быть любой из Fclk/N , где N -- целое число 16-битное число (включая 1).
Как можно это сделать? Делитель на счетчике с загрузкой? Выход не будет синхронным с основной частотой, да и минимальный коэффициент деления 2, а нужно 1 (нет деления). Использовать перестраиваемый PLL? Сильно громоздко получается (в Altera), или может я не до конца разобрался как это сделать. Или смириться с асинхронностью схемы?

Использовать поделённую в ПЛИС частоту для тактирования АЦП и ЦАП неправильно, тема неоднократно обсуждалась. Ставьте внешню целочисленную PLL и управляйте её настройками.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Vascom
сообщение Jan 14 2016, 06:52
Сообщение #3


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 232
Регистрация: 2-08-07
Из: Москва
Пользователь №: 29 534



Чтобы был делитель на 1 - просто добавь мультиплексор, который будет либо от счётчика, либо напрямую пускать клок.
И выход счётчика естественно будет синхронным с основной частотой, если его тактировать ею же.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Dmitriyspb
сообщение Jan 14 2016, 07:20
Сообщение #4


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 397
Регистрация: 21-11-12
Из: Россия г. Санкт-Петербург
Пользователь №: 74 498



Цитата(shamrel @ Jan 14 2016, 08:28) *
Приветствую!
В системе есть тактовая частота Fclk = 200МГц. От этой частоты нужно тактировать АЦП, ЦАП и цепочки фильтров. Причем, частота выборки устанавливается из вне (передается параметр) и может быть любой из Fclk/N , где N -- целое число 16-битное число (включая 1).
Как можно это сделать? Делитель на счетчике с загрузкой? Выход не будет синхронным с основной частотой, да и минимальный коэффициент деления 2, а нужно 1 (нет деления). Использовать перестраиваемый PLL? Сильно громоздко получается (в Altera), или может я не до конца разобрался как это сделать. Или смириться с асинхронностью схемы?


Я делал это достаточно просто. АЦП и ЦАП тактируются максимальной частотой, а содержимое регистров АЦП и ЦАП обнавляются с различной (программируемой) частотой. Т.о. такты я не трогаю - это глобальные цепи с постоянным с фиксированной частотой.

Вот частота обновления входного (для АЦП) регистра и выходного (для ЦАП) регистра и задают период дискретизации.

Нарисую времянки

__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__/'''\__ Fclk = 200МГц

_/''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' CLOCK ENABLE для регистров АЦП и ЦАП для N = 1;

__/''''''''\____/''''''''\____/''''''''\____/''''''''\____/''''''''\____/''''''''\____/''''''''\____/ CLOCK ENABLE для регистров АЦП и ЦАП для N = 2;

__/''''''''\_________/''''''''\________/''''''''\________/''''''''\_________/''''''''\____ CLOCK ENABLE для регистров АЦП и ЦАП для N = 4;



ПРАВДА ЭТО ВАМ НАВЕРНОЕ НЕ ПОДОЙДЕТ=)))) ТУТ ДЕЛИТЕЛЬ КРАТНЫЙ 2


Цитата(Bad0512 @ Jan 14 2016, 08:39) *
Ставьте внешню целочисленную PLL и управляйте её настройками.


ИМХО, это единственный надежный вариант.

В ПЛИС системная частота должна быть постоянная.


--------------------
Победа - это когда N раз упал и N+1 раз встал.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Vascom
сообщение Jan 14 2016, 07:54
Сообщение #5


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 232
Регистрация: 2-08-07
Из: Москва
Пользователь №: 29 534



В ПЛИС системная частота вовсе не обязана быть постоянной. Во встроенные PLL специально заложены возможности переконфигурации на лету, мультиплексоры и гейтеры клоковых сигналов.

Просто с постоянной частотой значительно надёжнее и проще получается проект.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
shamrel
сообщение Jan 14 2016, 07:59
Сообщение #6


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 132
Регистрация: 10-10-07
Из: Новосибирск
Пользователь №: 31 229



Vascom, имхо, мультиплексор внесет трудно прогнозируемую задержку. Особенно, если учесть, что исходные клоки (делитель 1) и клоки, после делителя (делитель на 2 и более) имеют всяко разную задержку. Да даже в идеале фаза будет смещена на 180.

Dmitriyspb, спасибо! Что-то похожее крутилось в голове, но не могло сформироваться! Собственно, делитель не кратный 2, думаю, не составит труда сделать. Главное, что б на выходе длительность разрешающего импульса была равна периоду задающего такта.

Внешний PLL -- наверное хорошо, но бюджет устройства крайне ограничен. Каждую лишнюю точку пайки считают.

P.S.: Dmitriyspb, отдельное вам спасибо, за то, что показали как в ASCII на диаграмме единичку рисовать, а то я все символом 'T' sm.gif



--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Vascom
сообщение Jan 14 2016, 08:01
Сообщение #7


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 232
Регистрация: 2-08-07
Из: Москва
Пользователь №: 29 534



О задержках будет думать Timing Analyser при сборке. Ни каких проблем не возникнет, просто фазу PLL подвинет (если основной клок завести на PLL и от неё уже всё остальное делать, можно даже с делителем 1).

То есть свой внешний клок 200МГц заводишь на PLL, с неё берёшь тоже 200МГц и с ним уже работаешь. Все задержки будут выровнены и выставлены как надо. Мультиплексоры тоже не обычные а специальные клоковые используешь. Я так не помню как примитив называется, но он точно есть.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Dmitriyspb
сообщение Jan 14 2016, 08:13
Сообщение #8


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 397
Регистрация: 21-11-12
Из: Россия г. Санкт-Петербург
Пользователь №: 74 498



Цитата(shamrel @ Jan 14 2016, 10:59) *
Главное, что б на выходе длительность разрешающего импульса была равна периоду задающего такта.


Если правильно сделаете формирователь импульсов, то все будет ровненько стоять

Цитата(Vascom @ Jan 14 2016, 11:01) *
То есть свой внешний клок 200МГц заводишь на PLL, с неё берёшь тоже 200МГц и с ним уже работаешь. Все задержки будут выровнены и выставлены как надо. Мультиплексоры тоже не обычные а специальные клоковые используешь. Я так не помню как примитив называется, но он точно есть.


Не знаю про такой способ... Если это действительно можно, тогда хорошо. Но я бы так не стал делать

Цитата(Vascom @ Jan 14 2016, 10:54) *
Просто с постоянной частотой значительно надёжнее.


Любое устройство должно работать надежно=))))))))



--------------------
Победа - это когда N раз упал и N+1 раз встал.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Vascom
сообщение Jan 14 2016, 08:16
Сообщение #9


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 232
Регистрация: 2-08-07
Из: Москва
Пользователь №: 29 534



Цитата(Dmitriyspb @ Jan 14 2016, 11:13) *
Не знаю про такой способ... Если это действительно можно, тогда хорошо. Но я бы так не стал делать

Это единственный нормальный способ, если требуется от внешнего клока формировать ещё какие-то клоки, даже статически. PLL, подкручивая фазу, позволяет почти не заботиться о задержках клока от пина. Это сильно помогает разводить сложные проекты на высокой частоте.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
dm.pogrebnoy
сообщение Jan 14 2016, 08:33
Сообщение #10


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 747
Регистрация: 11-04-07
Пользователь №: 26 933



И как обычно, никто не вспоминает, что ПЛИС для тактирования высокоскоростных АЦП является не лучшим решением ввиду большого джиттера их PLL.
blackfin приводил графики деградации SNR и ENOB:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...t&p=1389306


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Dmitriyspb
сообщение Jan 14 2016, 08:40
Сообщение #11


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 397
Регистрация: 21-11-12
Из: Россия г. Санкт-Петербург
Пользователь №: 74 498



Цитата(Vascom @ Jan 14 2016, 11:16) *
Это единственный нормальный способ

может бытьbiggrin.gif


Цитата(dm.pogrebnoy @ Jan 14 2016, 11:33) *
И как обычно, никто не вспоминает, что ПЛИС для тактирования высокоскоростных АЦП является не лучшим решением ввиду большого джиттера их PLL.
blackfin приводил графики деградации SNR и ENOB:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...t&p=1389306


Думаю, что дело говорит.... Где клоки, там надо быть внимательнее=))) 200 МГц не мало
Причина редактирования: поправил мат (с) модератор


--------------------
Победа - это когда N раз упал и N+1 раз встал.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Anton1990
сообщение Jan 14 2016, 15:42
Сообщение #12


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 155
Регистрация: 26-04-12
Пользователь №: 71 584



Цитата(shamrel @ Jan 14 2016, 08:28) *
Приветствую!
В системе есть тактовая частота Fclk = 200МГц. От этой частоты нужно тактировать АЦП, ЦАП и цепочки фильтров. Причем, частота выборки устанавливается из вне (передается параметр) и может быть любой из Fclk/N , где N -- целое число 16-битное число (включая 1).
Как можно это сделать? Делитель на счетчике с загрузкой? Выход не будет синхронным с основной частотой, да и минимальный коэффициент деления 2, а нужно 1 (нет деления). Использовать перестраиваемый PLL? Сильно громоздко получается (в Altera), или может я не до конца разобрался как это сделать. Или смириться с асинхронностью схемы?


У меня примерно такая же ситуация. Такт делиться на 1/2/4/8/16/32 на счетчике и все это идет на управляемый мультиплексор (m16_1) выход которого используется для ТАКТИРОВАНИЯ всей схемы. Максимальная входная частота 200 МГц. Все работает. НО ЭТО КРАЙНЕ НЕПРАВИЛЬНО. Но как говориться: Если нельзя, но очень хочется, то можно. Хочу заметить что проект серийный и проблем от ПЛИС к ПЛИС нет. Но на этапе разработки конечно геморройно.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
AJIEKCEu
сообщение Jan 14 2016, 19:58
Сообщение #13


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 314
Регистрация: 7-12-05
Пользователь №: 11 917



Я не совсем понимаю схему (недостаточно данных), но если на АЦП клок заходит с плис то делаем следующую вещь: Опорный клок-> Делитель на целое число с учетом DDR триггера на выходе -> выходной DDRC триггер.

Отсутствие PLL (и выходного триггера (обязательно расположенного в блоке ввода вывода, у Xilinx это называется iob, у Altera возможно по-другому) даст более качественную выходную частоту нежели с PLL (хотя наверное чуть-чуть хуже, чем при использовании внешних компонентов). Использование DDR триггера позволит делить клок на числа некратные двойке.

По идее должно быть сильно лучше чем с PLL. Насколько возможно отсутствие PLL - Не совсем понял из условий задачи.

Ещё не совсем понял, как вы выбираете частоту дискретизации извне? У вас гарантированно только полезный сигнал приходит на АЦП? Уже отфильтрован внешними условиями/схемами?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Bad0512
сообщение Jan 15 2016, 04:24
Сообщение #14


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 802
Регистрация: 11-05-07
Из: Томск
Пользователь №: 27 650



Есть ещё вариант - АЦП и ЦАП работают на максимальной частоте 200МГц всегда, далее в ПЛИС реализуется целочисленный дециматор для сигналов с АЦП и соответственно целочисленный интерполятор в случае ЦАП.
По цифровой части получается довольно громоздко и затратно, зато минимум хардверных изменений в плате.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
shamrel
сообщение Jan 15 2016, 04:48
Сообщение #15


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 132
Регистрация: 10-10-07
Из: Новосибирск
Пользователь №: 31 229



Цитата(AJIEKCEu @ Jan 14 2016, 22:58) *
Я не совсем понимаю схему (недостаточно данных), но если на АЦП клок заходит с плис то делаем следующую вещь: Опорный клок-> Делитель на целое число с учетом DDR триггера на выходе -> выходной DDRC триггер.

Отсутствие PLL (и выходного триггера (обязательно расположенного в блоке ввода вывода, у Xilinx это называется iob, у Altera возможно по-другому) даст более качественную выходную частоту нежели с PLL (хотя наверное чуть-чуть хуже, чем при использовании внешних компонентов). Использование DDR триггера позволит делить клок на числа некратные двойке.

По идее должно быть сильно лучше чем с PLL. Насколько возможно отсутствие PLL - Не совсем понял из условий задачи.

Ещё не совсем понял, как вы выбираете частоту дискретизации извне? У вас гарантированно только полезный сигнал приходит на АЦП? Уже отфильтрован внешними условиями/схемами?

Собственно, система такая. Есть 4 АЦП, каждый АЦП работает на 50МГц. Тактируется с ПЛИС (Altera). Частота АЦП неизменна. Внутри ПЛИС на каждый канал установлен дециматор CIC. После фильтра данные идут на мультиплексор. Выходы 4 каналов складываются в один большой FIFO. С другой стороны FIFO данные передаются в компьютер. Для работы CIC нужна опорная частота, которая будет определять коэффициент децимации, а по сути эквивалентную частоту дискретизации канала. Этот коэффициент децимации скидывается управляющей программой с компьютера. Таким образом, управление мультиплексоров должно выполнятся на частоте в 4 раза больше, чем частота CIC, и достигать максимума в 200МГц, когда децимация не требуется. На плату приходит 50МГц с внешнего генератора.
В кристалле 2 PLL, одна используется для High speed USB, вторую планирую использовать для опроса АЦП.
По поводу DDR триггера. Я не знаю как это реализовать. С ПЛИС работаю недавно.


--------------------
Go to the top of the page
 
+Quote Post

2 страниц V   1 2 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 6th July 2025 - 08:44
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01501 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016