Приветствую
Решаю задачку получения данных с АЦП ADS1672 с частотой 625ksps. Контроллер с такой частотой данных уже не справляется (или справляется, но на пределе, что все время занимает работа с АЦП). Хочу перенести часть нагрузки на внешнюю ПЛИС, а именно чтение данных(3 байта в доп. коде) по SPI (на скорости 20, а в перспективе 30 Мбит/с), конвертирование данных в напряжение (float), подергать ножками в случае превышения порогов по напряжению, передать данные на микроконтроллер по к.н. параллельному интерфейсу
Когда-то щупал FPGA, даже на verilog светодиодами поморгал, но сейчас в голове ничего не осталось. Подскажите какую ПЛИС можно выбрать для этих задач, сколько она примерно будет стоить, на чем лучше разрабатывать ПО (видел графические генераторы кода, verilog, vhdl.. , среды разработки), какой дешевый программатор к ним прикупить, и подскажите хороший источник примеров/исходников

Вы считаете, что если МК не успевает забрать данные по последовательному интерфейсу, то он успеет забрать те же данные по параллельному? Боюсь вас разочаровать, но просто 'передать данные на микроконтроллер' не сработает - нужно как то уменьшить их объем

Почему же не сработает? скорость передачи будет минимум в 8 раз больше, а это освободит время на другие задачи. Да и обработка там не сложная (напряжение посчитать и с порогами сравнить), ее я в ПЛИС хочу сделать.
В МК есть проблема с временем реакции на внешнее прерывание, ПЛИС должна справиться быстрее.
Проблема не с объемом данных, а с задержками начала обмена

Сообщение отредактировал van_de_luxe - Oct 17 2017, 10:44

Если хотите применять ПЛИС тогда есть ли вообще смысл в МК ?

Над этим я тоже думал, может и уберу

Я бы посоветовал Altera MAX 10. Примеры есть на https://marsohod.org/ , например. Стандартный программатор USB blaster называется.

контроллер не справляется это если spi ногодрыганием изображать что-ли?
пересылкой данных должно дма заниматься никак процессор не трогая вообще, а у любых кортексовМ особенно с FPU для работы с флоат (хотя опять же ЗАЧЕМ?), и частотой под сотню МГц будет почти пара сотен тактов на каждый отсчёт АЦП, тут не то что ножкой дернуть по порогу, тут ФФТ можно успеть сделать.

так DMA режим настроить надо

между двумя стробами DataReady 1600 нс
переход в обработчик прерывания занимает около 200 нс
еще около 200 нс на настройку DMA
на чистую передачу данных на 20 МГц тратится 24*(1/20М)=1200 нс
Одна неверная операция и начинаем терять данные
В реальности, работая по прерываниям+DMA я пропускаю 1 отсчет из двух, т.к. настройка DMA и отладочный ногодрыг съедают еще пару сотен нс


В этих ПЛИС есть встроенная память для прошивки или в них вообще прошивка как таковая это конфигурирование внутренней структуры, которая сохраняется без питания?

Гм, вы настраиваете DMA на каждую передачу? Неудивительно, что не успевает.

А внешняя FPGA должна будет вам собирать байты по SPI и выдавать пачками в МК с буферизацией? Т.е. вы хотите сделать внешний буфер на FPGA потому что не смогли настроить нормально внутренний (DMA) в МК?

А что вы подразумеваете под "200 нс на настройку DMA"? Это же делается один раз...
А что за микроконтроллер используете?

А как его нужно настраивать? поделитесь секретом

Если его настроить скажем сразу на 30 байт, он их все сразу и перекачает, непрерывно, а данные-то в АЦП по DR готовы. А приостанавливать и запускать работу DMA/SPI после каждых 3 байт это не сильно быстрее (и гемор там с SPI есть, что его за 1 байт до окончания нужно тормозить, чтобы корректно остановился), чем его настроить заново. Там и настройки то - адреса и размер указать, интерфейс запустить.

есть память

..если данные постоянно идут - то надо по DMA писать по очереди в два буфера и обрабатывать их по очереди, причём обычно в настройках DMA уже продумано чтобы оно прыгало с одного буфера на другой , что у вас за микроконтроллер?

А о каком контроллере идёт речь? В STM32 DMA настраиваетя один раз, дальше оно само всё работает.
Это если настроить DMA в режиме память->память.
Вам нужно после импульса DR прочитать из SPI 4-ре байта в память? Если у вас STM32, попробуйте по прерыванию GPIO ножки, к которой подключен DR запускать чтение по SPI. А DMA настройте на режим периферия->память, с инкрементом указателя памяти и режимом цикличности + работу DMA по событию выставления SPI-ем флага "буфер приёмника не пуст" (RXNE) + включаете прерывания DMA по событию завершения половины обмена и по окончании обмена (HTIE и TCIE). И делайте всю обработку в этих прерываниях, когда в памяти накопится достаточно данных (а буфер можно выделить большой - сколько памяти хватит). Это уже вам сэкономит время.

Не уверен, что так точно можно сделать, но вот как ещё можно доработать: если есть свободный таймер и второй канал DMA то можно не тратить время на обработку прерывания GPIO. Таймер настраиваем на подсчёт импульсов на ножке DR (считать будем до одного, т.е. обрабатывать каждый сигнал DR), этот сигнал запускает второй канал DMA, настроенное в режиме память->периферия для копирования в spi четырёх байт без циклического режима. А так как в SPI при записи происходит одновременно чтение, то получится после импульса DR копирование четырёх байт в память первым каналом DMA. Т.е. контроллер вообще может ничего не делать, только периодически отлавливая прерывания HTIF и TCIF от первого канала DMA.