Тему создал в этой ветке конференции, ибо надо заменить старое ПЛИС решение на новое или на что-то вообще другое.

Как лучше модифицировать имеющееся решение:

Имеется система сбора данных - ящик 19 дюймовый 4U. Внутри ящика самопальный cross на 10 плат расширения и 1 плата управления. От платы управления шел самопальный канал связи (6 диф. пар по 50МГц) к PCI плате (32бита 5V), втыкаемой в обычный компьютер.

Назрела необходимость изменить ввод данных в компьютер (отказаться от самопальной PCI платы, да и аналогичного канала передачи данных).

Cross и пачки различных плат расширения переделывать ой как неохота, а поэтому имеем такое схемно-убогое решение: от каждой платы расширения (ввода и обработки данных) к
блоку управления тянется по 6 LVPECL пар (если быть более точным, то Xilinx LVPECL аля Virtex-E/Spartan-2E) - по 4 к плате расширения и по 2 к блоку управления, итого 60 пар.

Груды LVPECL пар, заходящих на блок управления, подаются на 2 XCV50E-7PQ240, каждый Virtex-E занимался работой со своей половиной шины. Первый мультиплексировал поточные данные от плат расширения и заливал эти данные в PC (по однонаправленной шине). Второй обрабатывал запросы от PC (записать конфигурационную информацию/считать оную из плат расширения). При таком построении системы получалось 2 независимых шины, простое решение в ПЛИС (почти что одни мультиплексоры и коммутаторы). Особенностью аппарата является то, сбор данных необходимо производить с привязкой к пространственной координате, т.е. весьма шустро реагировать на изменения скорости подвижного объекта, в котором собран измерительный комплекс - в том числе и из-за этой особенности стандартные платы ввода данных в PC не использовались (может быть зря ?).

Конструктивно блок управления может быть полноразмерной ISA (PCI) платой – с местом проблем нет – задняя планка ISA (KHPC) Bracket.

Поток (по, как я это безобразие назвал, «Control Bus») данных управления в обе стороны не превышает 1 Мбит/с.
Поток данных (по, как я это безобразие назвал, «Data Bus») от плат расширения к PC пока не превышает 16 Мбит/с, но хочется развивать (потихонечку) одну из модификаций плат расширения... и раздуть поток до 105 Мбит/с, а затем и до 210 Мбит/с (из-за возрастающих пожеланий заказчика).

Думаю надо бы переделать передачу данных на Ethernet (а лучше бы с полной поддержкой TCP/IP). А вот тут и возникают вопросы как бы это получше сделать... Т.к. изделия не серийные, то можно использовать компоненты (в т.ч. ПЛИС) ценой в несколько тысяч рублей.
1. Может собрать почти как и было: поставить 2 Startan-3AN TQ144 (теоретически запаять BGA корпуса можно у соседей, но разводкой печатной платы под BGA пока не занимался, а чувствую, что это не делается с наскоку)... и приторочить к каждому Spartan’у по некоей фиговине (у которой с одной стороны какая-то шина, а с другой Ethernet (а лучше сразу TCP/IP) - знать бы еще как оные зовутся ?) ?
2. А может быть поставить одну ПЛИС и собрать там могучий мультиплексор, разгребающий данные к/от Ethernet ?
3. Может есть другие варианты - получше гигабитного Ethernet ???

P.S. работаю только с ПЛИС Xilinx. С EDK пока еще не работал...

После прочтения "много слов" у меня возник вопрос: а зачем там вообще PC? Дополнить систему DSP, который будет выполнять основную рутину, а PC использовать в качестве терминала и системы хранения данных, связав его с DSP любым удобным низкоскоростным интерфейсом.

А PC как раз для хранения и отображения записываемых данных (а грамотный опператор по отображаемой картинке может на ходу поменять усиления и т.п. параметры системы сбора данных). Собственно говоря DSP не нужен - нет обработки данных в блоке управления, да и не встречал я DSP с таким количеством последовательных входов/выходов (к каждой плате хотя бы по 2 двунаправленных SPI порта, а плат 10)...

А вот по поводу "любым удобным низкоскоростным интерфейсом" - об этом и вопрос - чем соединить с PC и как попроще (удобней для разработчика) прицепить это что-нибудь ?

Рекомендую задуматся о USB - сложность на порядок меньше, чем у Ethernet, море примеров. Скорость можно получить 20 Мбайт/сек.

Направление интересное...
Но как с этим USB 2.0 работает PC ?.. Что-то мне подсказывает, что интенсивная работа с USB сопряжена с периодическими замираниями компьютера. А мне необходимо непрерывное гладкое графическое полноэкранное отображение вводимых данных (ну где-то 1280x1024 @ 100Гц - картинка весьма нагруженная). С PCI всё работает нормально... благо Bus mastering помогает.
Насколько будет мешать USB 2.0 с потоком 15МБайт/с работать WindowsXP (пока программа написана под эту ОС) ? (Вопрос родился не на пустом месте: у соседей не получилось нормально связать Cypris и PC по USB... периодически подзамирает машина, а в TaskManager'е это ну никак не отображается,.. правда достаточно хорошо отражается в помощи NuMega True Time. Может, конечно, у моих знакомых ребят руки кривые - поэтому так и работает. А поэтому мне и интересно на что именно стоит тратить время - с каким стандартным интерфейсом разбираться ?)

Вот потому и говорю, что надо в самом блоке данные обрабатывать и не тащить наружу столько линий с чудовищным траффиком. В PC пускай уже готовые скриншоты пересылаются. А обратно только команды, где чего переключить и подстроить. Интерфейс лучше Ethernet. Если основная обработка данных будет в самом блоке, то возможно, что даже и 10Мбитного хватит. Ну или 100Мб уж точно с головой. С USB под Windows не нужно связываться.

Во-во. Потому как передача по протоколу USB Mass Storage Device (девайс "прикидывается" внешним накопителем, из которого читают данные) при потоке 54 Мбит/с совершенно не заметна на компе с виндой. А использовать как мост между компом и ФПГА при таких потоках как раз Cypress и очень удобно с его 48-мегагерцовой 16-битной шиной (на СY7C68013) и возможностью "завести с пол-оборота" в режим Slave FIFO используя экзамплы.

Все с точностью ДО НАОБОРОТ кривизна и сложность на порядок больше, нежели у классического и простого, как лом Ethernet.

эти 60 пар завести на фпга, взять арм9 с 100/10000 эзернетом и внешней шиной, подцепить к этой фпга. А там уже что душа пожелает.

Тогда уж посоветуйте нам, темным, такое же простое решение для Eth, сравнимое по цене и пропускной, как CY7C68013 для USB. Wiznet? Когда я ним имел дело, он по производительности далек был от CY.

На всякий случай опишу чуть подробнее работу имеющихся шин.
От блока управления (так я прозвал большую интерфейсную плату) к каждой плате расшинения через Cross идут следующие LVPECL пары:
Clock - 50 или 100 МГц,
dFrame - синхроимпульс для начала очередного цикла сбора данных и отгрузки данных с предыдущего цикла,
dData - данные от платы сбора данных.
cFrame - синхроимпульс, обозначающий начало переда данных по шине управления,
cFData - данные шины управления к плате сбора данных,
cBData - данные шины управления от платы сбора данных.
Так сказать подобие 2 SPI портов.

В настоящее время данные dData от 10 плат сбора данных, мультиплексируются в блока управления и отгружаются потоком по 3 парам (Clock, dFrame и dData) в PCI плату компьютера.
Шина управления работает аналогичным образом, только инициатором является компьютер.
Вышеприведенные потоки (текущий - 16 Мбит/с, желаемый для сладкого будущего - 105 Мбит/с и для очень сладкого будущего - 210 Мбит/с) - это предельные суммарные потоки от всех плат сбора данных.
В принципе, пока достаточно сделать аналог 16 Мбит/с передачи данных, но по какому-либо стандартному интерфейсу. А т.к. не хочется переделывать интерфейсную плату при развитии датчикового хозяйства, то были указанны у предельные цифры потоков более которых не понадобиться даже при самых больших хотелках заказчика.


К сожалению PC используется не только для отображения данных, но и для накопления оных. Поэтому не удается на него сгрузить только задачи отображения данных / управления системой сбора данных. Поток управления действительно смешной от силы 1Мбит/с.
Пытаюсь немного отбрыкаться от DSP не потому, что он мне не нравиться, а потому, что хочу более точно представлять как его лучше использовать, а я пока еще не смог представить как его органично вписать в систему.

Ммм... вот подумал получше и решил добавить: данные хранятся на PC не только для последующей обработки, но и для сравнения с данными полученными при последующих проездах по этому же месту. Поэтому в реальных условиях данные проезда хранятся и могут быть использованы в течении полугода.

Для имеющегося вида данных есть простенький алгоритм компрессии - сжимающий их в 15-20 раз. К своему стыду признаю, что у меня не дошли руки встроить целиком данный алгоритм в систему сбора данных, т.к. достаточно быстро выяснилось, что для улучшения работы комплекса в целом необходимо менять принцип сбора данных, а при новом подходе требуется и другая компрессия потока.


Звучит достаточно заманчиво, но т.к. с ARM еще ни разу не приходилось сталкиваться, прошу дать ссылки на то откуда лучше начинать знакомство с этим вариантом.
Если у кого есть опыт работы с MicroBlase и Ethernet на базе встроенного MAC ядра Virtex-4, поделитесь своими соображениями чего лучше: MicroBlase + V4 Gigabit Ethernet или вышепредложенный ARM9 ?


Замечание интересное, но вот вопрос заключается именно в том при помощи каких микросхем (или даже сборок) заменить текущее корявинькое решение. Может посоветуете чего ?

P.S. извиняюсь за "очень много слов", но вот никак не удаётся в 2 словах выразить свою большую округлую мыслю.
Как говорил выше, цена микросхем/сборок в несколько тысяч рублей за штуку не отпугивает... (для сравнения, себестоимость PCI платы до кризиса составляла более 5 килорублей - их (или даже большую сумму) можно смело потратить на любой чип/модуль)

Да, как все запущено. Оказывется Вы на самом не имеете представления не только об Ethernet, но и о USB , поскольку оперируете на уровне внешних приблуд к микроконтроллерам содержащих некие дополнительные микроконтроллеры и "готовые" стеки. По нынешим временам вполне приличное железо, как USB, так и Ehernet MAC несут на себе даже микроконтроллеры стоимостью в единицы баксов. Про старшие модели микроконтроллеров и говорить нечего. Сравнивать и делать "выводы" о сложности из сравнения помянутых Вами костылей для не желающих ничего знать о USB/Ethernet просто неразумно.

Имя, сестра, имя !

Вопрос без обид и наездов - расскажите, как по вашему сделать несложный Ethernet. Хотя бы в двух словах о том, на чем делали.
Я в свое время сделал USB на CY78000. Весь логический протокол USB (пакеты, handshake и т.д.) реализовавыл самостоятельно в ПЛИС. На CY78013 все делается на порядок проще. Есть способ реализовать еще проще? А про Ethernet что можно сказать ?

Спасибо !

Не делайте тупых ложных выводов на пустом месте. Я реализовал и УСБ high speed в ASIC, и Ethernet MAC делал, но правда до серии второе не дошло. И я отлично знаю, что такое УСБ, и что такое Ethernet до самого нижнего уровня вплоть до схемы трансивера на транзисторном уровне. Точно также как и знаю, что засовывать маки и УСБы в ПЛИС нет никакого смысла (за редким исключением, как например отсутствие места на плате под мост), когда есть внешние решения, удешевляющие систему и упрощающие разработку.

Повторяю вопрос еще раз, причем уже расширено. Назовите теперь не только мост Ethernet<=>ПЛИС, но и мост USB<=>ПЛИС, хоть как то сравнимые по цене при пропускной способности не меньше, чем у CY7C68013 и не требующие написания дополнительного софта (изменение VID/PID у CY в готовом софте я за написание софта не считаю).

P.S. И я не думаю, что несмотря на Ваш статус в форуме, Вы имеете право на клевету. А утверждение (не предположение, а утверждение) о том, что я знаю, а что нет, при том ложное, я расцениваю именно так.


Сложно сказать проще ли (на мой взгляд проще, чем 68013 нет ничего), но есть вариант использования мостов USB-IDE/ATA, навроде TUSB6250.
И не слушайте тех, кто скажет, что запихать все УСБ (кроме трансивера) в ПЛИС проще, чем использовать готовый мост. Это провокация! Это гораздо сложнее, особенно когда дойдет до сертификации в USB-IF....

Приветствую!

На USB в таких системах лутше не закладыватся. USB - это для быта.

Я бы взял все таки одну FPGA. можно и Spartan3 , но лутше Virtex4 FX серии, +SDRAM +внешний PHY.
Ethernet в такой конфигурации поднимается не сложно - все зависит что вы хотите получить
-полный TCP/IP стек это Microblaze или PowerPC + lwIP.
- или некое его подмножество - PicoBlaze или совсем без проца, чисто апаратно.
Я например в свое время делал обработку данных радара на Spartan3s400 со 100Mb Ethernet каналом.

Если ставить внешний ARM и делать Ethernet через него то проблемой может быть перекачка потока из FPGA->ARM (в очень сладком будущем)

Успехов! Rob.