кварц и ПЛИС Опции

[atlantic]

Кто как подключает кварц(не генератор)к ПЛИС?
Xilinx честно пишет, что у него нет рекомендаций по подключению кварца.
Хочется иметь возможность подключать именно кварц на разные частоты(напр. перепаивать).
На ум приходит классическая схема на 2-х инверторах(напр. использовать
Little Logic), но как быть с питанием на 2.5V(кажется, что стандартный кварц
не будет работать в такой конфигурации)? По идее должны быть готовые не дорогие
схемы(без наворотов PLL и.т.д.) для таких целей (питание +2.5V).
Как "красиво поженить" кварц с ПЛИС?

[Victor®]

Кто как подключает кварц(не генератор)к ПЛИС?
Xilinx честно пишет, что у него нет рекомендаций по подключению кварца.
Хочется иметь возможность подключать именно кварц на разные частоты(напр. перепаивать).
На ум приходит классическая схема на 2-х инверторах(напр. использовать
Little Logic), но как быть с питанием на 2.5V(кажется, что стандартный кварц
не будет работать в такой конфигурации)? По идее должны быть готовые не дорогие
схемы(без наворотов PLL и.т.д.) для таких целей (питание +2.5V).
Как "красиво поженить" кварц с ПЛИС?

Если "красиво" - то вот на этом:

Philips 74LVC1GX04 X-tal driver

· Wide supply voltage range from 1.65 to 5.5 V
· 5 V tolerant input and a 5 V overvoltage tolerant
powered down output.
· High noise immunity
· Complies with JEDEC standard:
– JESD8-7 (1.65 to 1.95 V)
– JESD8-5 (2.3 to 2.7 V)
– JESD8B/JESD36 (2.7 to 3.6 V).
· ±24 mA output drive (VCC = 3.0 V)
· CMOS low power consumption
· Latch-up performance exceeds 250 mA
· Direct interface with TTL levels
· SOT363 and SOT457 package
· ESD protection:
– HBM EIA/JESD22-A114-A exceeds 2000 V
– MM EIA/JESD22-A115-A exceeds 200 V.
· Specified from -40 to +85 °C and -40 to +125 °C.

[atlantic]

кто нибудь включал это с кварцем при питании на 2.5V,
будет ли изменятся частота если питание увеличить до 3.3?
стабильно ли оно работает?

[vasta]

Извиняюсь за поднятие старой темы, но как бы дабы не заводить новую, тоже начал мучить вопрос топикстартера
"Как красиво поженить кварц с ПЛИС?"

[NNikolaev]

Вообще лучше этого не делать, а применять кварцевые генераторы, тем более многие из них обладают выходом с 3 состоянием и сигналы управления, так что к одному входу можно хоть десяток подключить и упралять той же плис. В плисе же нет реальных инверторов поэтому возбуждение кварца большая проблема.

[des00]

Вообще лучше этого не делать, а применять кварцевые генераторы, тем более многие из них обладают выходом с 3 состоянием и сигналы управления, так что к одному входу можно хоть десяток подключить и упралять той же плис. В плисе же нет реальных инверторов поэтому возбуждение кварца большая проблема.

при этом по деньгам почти тоже самое, а если учесть еще нервы при запуске .....

[vasta]

Вообще лучше этого не делать, а применять кварцевые генераторы

Ну, никто и не спорит.
Просто появилась задача сделать редизайн одного приемо-передатчика
Сейчас он работает на актеле A40MX02 и тактируется вот таким макаром (схему не разрабатывал и не вникал в нее, что вижу, то и рисую)
При этом надо, чтобы новая версия была совместима с существующими передатчиками. И вот такая мысль не дает покоя- а не уползет ли синхронизация, если я изменю схему тактирования, то есть откажусь от кварца и перейду на генератор, пусть и той же частоты.
Кстати, еще вопрос- кто кроме эпсона из серьезных производителей выпускает хорошие дешевые генераторы?

Сообщение отредактировал vasta - Jun 26 2009, 04:10

Эскизы прикрепленных изображений

 

[des00]

И вот такая мысль не дает покоя- а не уползет ли синхронизация, если я изменю схему тактирования, то есть откажусь от кварца и перейду на генератор, пусть и той же частоты.

генератор же не подстраиваемый, куда она уползёт то )

ЗЫ. простой способ проверить берете старое железо, выкидываете эту сборку и ставить предполагаемый генератор. затем проверка %))

[vasta]

генератор же не подстраиваемый, куда она уползёт то )

Есть резонатор от производителя A c надписью 16.00000, есть генератор от производителя B c надписью 16.00000. Насколько велика вероятность, что A=B до 5 знака. Я это имел ввиду

[des00]

Есть резонатор от производителя A c надписью 16.00000, есть генератор от производителя B c надписью 16.00000. Насколько велика вероятность, что A=B до 5 знака. Я это имел ввиду

даташит на оба посмотрите %)

а вообще, если мне не изменяет память, то стабильность кварцевых генераторов 10^-6.

ЗЫ. а вообще мне ваше беспокойство не понятно, как я понял вы тактовую где то восстанавливаете, но у вас не подстраиваемые генераторы. значит у вас все делается в цифре, тогда какая разница что генераторы отличаются немного по частоте ? цифровая ФАПЧ должна это различие исправить.

[DmitryR]

а вообще, если мне не изменяет память, то стабильность кварцевых генераторов 10^-6.

10^-6 - это 1 ppm. А реально - 50. Мне тут надо было до 30 ppm найти, так закупщики с ног сбились.

ЗЫ. а вообще мне ваше беспокойство не понятно, как я понял вы тактовую где то восстанавливаете, но у вас не подстраиваемые генераторы. значит у вас все делается в цифре, тогда какая разница что генераторы отличаются немного по частоте ? цифровая ФАПЧ должна это различие исправить.

Должна, но она не всесильна, поэтому и накладывается ограничение на разброс частот, выше которого ФАПЧ уже не спасает.

[EvgenyNik]

Давно и успешно пользуюсь таким подключением кварца к FPGA.
Сбоев пока что не было. Для наглядности привожу начинку ПЛИС в графическом виде.
P.S. Кстати, размах амплитуды на входном пине довольно велик и, наверное, целесообразно ставить пару быстрых диодов с распоркой в GND и VCCIO для защиты входного каскада.
P.P.S. Эта же схема не заработала с EPM7128S (VCCIO = 5В). Точнее, она не стартовала, но успешно поддерживала генерацию с полпинка. Параллельно резистору ОС поставил емкость 3.3pF и стало запускаться.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[vasta]

Давно и успешно пользуюсь таким подключением кварца к FPGA.
Сбоев пока что не было. Для наглядности привожу начинку ПЛИС в графическом виде.
P.S. Кстати, размах амплитуды на входном пине довольно велик и, наверное, целесообразно ставить пару быстрых диодов с распоркой в GND и VCCIO для защиты входного каскада.
P.P.S. Эта же схема не заработала с EPM7128S (VCCIO = 5В). Точнее, она не стартовала, но успешно поддерживала генерацию с полпинка. Параллельно резистору ОС поставил емкость 3.3pF и стало запускаться.

Очень интересно. То есть Вы подключаете схему к кварцу через I/O pins, а потом подаете сигнал clk18M на глобал клок, я правильно понимаю?
Кстати, кто там говорил, что генератор и резонатор стоят одинаково? Специально заглянул на платан- разница в цене 5 раз

Сообщение отредактировал vasta - Jun 26 2009, 11:01

[EvgenyNik]

То есть Вы подключаете схему к кварцу через I/O pins, а потом подаете сигнал clk18M на глобал клок

Да.

[rezident]

а вообще, если мне не изменяет память, то стабильность кварцевых генераторов 10^-6.

±1 ppm это лишь кратковременная стабильность. Если осциллятор (кварцевый генератор, не путать с кварцевыми резонаторами) без какой-либо термокомпенсации вообще, то стабильность его обычно составляет ±50...100ppm в указанном в спецификации температурном диапазоне, и лучше чем ±15ppm вроде не делают (рубидиевые со стабильностью порядка 10^-11 конечно же здесь не рассматриваем ). Плюсом идет около ±1...5ppm/год на старение (aging).

[RYury]

Кстати, еще вопрос- кто кроме эпсона из серьезных производителей выпускает хорошие дешевые генераторы?

Например MEMS-генераторы выпускает фирма SiTime http://sitime.com/
Продают здесь http://nevael.ru/

[Adlex]

Посмотрите здесь: http://jauch.de/

[des00]

10^-6 - это 1 ppm. А реально - 50. Мне тут надо было до 30 ppm найти, так закупщики с ног сбились.

значит память меня подвела %)

Должна, но она не всесильна, поэтому и накладывается ограничение на разброс частот, выше которого ФАПЧ уже не спасает.

не знаю частоты данных в этом проекте, но ширина цифровой петли порядка нескольких килогерц, что более чем достаточно для создания канала связи на 16МГц генераторах со стабильностью 100ppm.

[Boris_TS]

Мне тут надо было до 30 ppm найти, так закупщики с ног сбились.

В нашей стране есть фирма ЗАО БМГ+, у них подобного добра - навалом. Может, конечно, не очень дёшево получается, но зато можно заказать на необходимые именно Вам частоты и оговорить условия работы изделия. По мимо обычных кварцевых генераторов БМГ+ выпускает еще и термокомпенсированные - тут можно получить стабильность и меньше 30 ppm.

Если надо работать с генераторами частоты действительно высокой стабильности, тогда можно просмотреть изделия фирмы ОАО «Морион». У Мориона есть даже генераторы с двойным термостатированием, по стабильности подошедшие достаточно близко к рубидиевым стандартам частоты. Да и зависимости нестабильностей значительно подробней расписаны.

Можно сказать, что БМГ+ ориентируется на рынок "дешевых" кварцевых генераторов, а Морион - на выпуск высокостабильных.

[des00]

подобного добра - навалом.

мы используем генераторы 1/10 ppm, где то нам их достают %)

но мне интересно неужели генератор на ЛА3 с кварцем даст стабильность выше чем готовый кварцевый ?

[vasta]

значит память меня подвела %)



не знаю частоты данных в этом проекте, но ширина цифровой петли порядка нескольких килогерц, что более чем достаточно для создания канала связи на 16МГц генераторах со стабильностью 100ppm.

2Мбит
Дело в том, что автомат реализован на epm570, у которого нет PLL
Да и речь не про стабильность генератора как такового, а про разброс заявляемой частоты у разных производителей
То есть, грубо говоря, на линии сидят 2 устройства со своими кварцами, меня устраивает, если их частоты расходятся не более чем 10^-4.
В принципе, можно с надежностью считать, что производитель кварца в рамках своего изделия это гарантирует. Какая у него средняя частота (матожидание), мне в принципе плевать. 16.0000 или 16.01 или 15.59. Если же на однм конце сидит устройство от производителя А, который делает свои резонаторы с точностью 10^-4 относительно 16.01, а на другом конце устройство от производителя Б, который делает свои резонаторы с точностью 10^-4 относительно 15.59- то это уже 2 большие разницы.

[Boris_TS]

мы используем генераторы 1/10 ppm, где то нам их достают %)

Тут уже желательно уточнять, за какой промежуток времени эта нестабильность. Неверное, 0.1ppm - это суточная нестабильность... Работал с подобными генераторами - это были термостатированные Морионовские генераторы - хорошие штучки, хоть и не дешёвые.

но мне интересно неужели генератор на ЛА3 с кварцем даст стабильность выше чем готовый кварцевый ?

Сильно в сомневаюсь в том, что «генератор на ЛА3 с кварцем даст стабильность выше чем готовый кварцевый», но в этом случае стабильность больше зависит от кривизны рук - у кого кривее: у производителя корявых генераторов, или у человека, городящего решение на кварцевом резонаторе. Думаю, что вопрос о кривизне рук обсуждать бессмысленно. Я же доверяю только готовому решению - кварцевый генератор (желательно термокомпенсированный или термостатированный варианты, но это уже на любителя) потому, что у готового изделия есть паспорт, в котором прописаны параметры работы генератора и зависимости этих параметров от разных воздействий (например, уход частоты от изменения напряжения питания, температуры, старения). Да, хорошее готовое изделие стоит дороже рассыпухи, но во сколько оценить своё спокойствие ? (разработчик (я) должен же гарантировать, что его устройство будет иметь заданные характеристики)

[des00]

Тут уже желательно уточнять, за какой промежуток времени эта нестабильность. Неверное, 0.1ppm - это суточная нестабильность... Работал с подобными генераторами - это были термостатированные Морионовские генераторы - хорошие штучки, хоть и не дешёвые.

извините что ввел в заблуждение читать как "один или десять ppm", в зависимости от целей. 1ppm генераторы около 200 $ + еще монтируем их на основании с механическими НЧ фильтрами.

Сильно в сомневаюсь в том, что «генератор на ЛА3 с кварцем даст стабильность выше чем готовый кварцевый», но в этом случае стабильность больше зависит от кривизны рук - у кого кривее:

этот вопрос меня интересует т.к. именно такое решение есть у автора, для которого он ищет замену.

2Мбит
Дело в том, что автомат реализован на epm570, у которого нет PLL
Да и речь не про стабильность генератора как такового, а про разброс заявляемой частоты у разных производителей
То есть, грубо говоря, на линии сидят 2 устройства со своими кварцами, меня устраивает, если их частоты расходятся не более чем 10^-4.
В принципе, можно с надежностью считать, что производитель кварца в рамках своего изделия это гарантирует. Какая у него средняя частота (матожидание), мне в принципе плевать. 16.0000 или 16.01 или 15.59. Если же на однм конце сидит устройство от производителя А, который делает свои резонаторы с точностью 10^-4 относительно 16.01, а на другом конце устройство от производителя Б, который делает свои резонаторы с точностью 10^-4 относительно 15.59- то это уже 2 большие разницы.

очень интересно, для 2.048 нужен генератор 16.384 МГц, ловите вы его скорее всего нарезкой на высокой частоте 8 отсчетов на период + скорее всего еще идет HDB3 код. Проблем с принятием пакета не вижу. Насчет расстойки генераторов надо смотреть даташиты на кварц и генераторы, но что то мне подсказывает что тут все будет нормально %)

ЗЫ. похоже у вас все таки не Е1, а какой то свой поток, насчет значения генератора был не прав.

[vasta]

извините что ввел в заблуждение читать как "один или десять ppm", в зависимости от целей. 1ppm генераторы около 200 $ + еще монтируем их на основании с механическими НЧ фильтрами.




этот вопрос меня интересует т.к. именно такое решение есть у автора, для которого он ищет замену.



очень интересно, для 2.048 нужен генератор 16.384 МГц, ловите вы его скорее всего нарезкой на высокой частоте 8 отсчетов на период + скорее всего еще идет HDB3 код. Проблем с принятием пакета не вижу. Насчет расстойки генераторов надо смотреть даташиты на кварц и генераторы, но что то мне подсказывает что тут все будет нормально %)

Ну да.
Да я тоже думаю, что нормально, я скорее теоретизирую тут