Обмен данными с компьютером, Принимаю советы и замечания по модернизации старого проекта Опции

[Boris_TS]

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...

[murmel1]

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

[zltigo]

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

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

[SM]

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

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.

[zltigo]

CY7C68013 ... Wiznet....

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.

[SM]

Оказывется Вы на самом не имеете представления не только об Ethernet, но и о USB
...
Сравнивать и делать "выводы" о сложности из сравнения помянутых Вами костылей для не желающих ничего знать о USB/Ethernet просто неразумно.

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.

На CY78013 все делается на порядок проще. Есть способ реализовать еще проще?

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....

[zltigo]

не требующие написания дополнительного софта....

Эквивалентно - скажите, как сделать так, что-бы ничего не делать? Дайте мне мои любимые протезы . Ну не нужны они. В данном случае для Ethеrnet, который Вы судя по Вашей реакции не отличаете от TCP/IP на самом деле даже UDP/TCP/IP не нужны - голые фреймы, максимум с чем-нибудь типа IEEE 802.3 в заголовке. Со стороны PC RAW Socket и вперед.

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....

1. USB в даном случае нужно пихать не в FPGA а куда подальше...
2. Реализация MAC Ethernet вполне обыденное дело, да и из внешние навешивать никто не мешает, не говоря уже о том, что просто берется любой 32битник по вкусу с MAC на борту.
3. И никаих проблем с совершенно ненужными USB наворотами, "сертификациями", "драйверами" и их конфликтами.

И не забывайте и о том, что когда вы сделаете ethernet устройство, вам придется еще и решать проблему множественного доступа (с разных компов).

Вы хоть сами-то поняли что сказали? Если под "проблемой" понимается принципиальная возможность доступа из локальной сети, то ставите отдельный Ethernet контроллер в PC и получаете точка-точка.

+Много. Системы сбора, обработки и документирования данных с USB-интерфейсом успешно работают и в авиации, и в экстренных службах, и еще много где.

А Ethernet, типа, нигде не работает и вообще "покойник"

[Михаил_K]

Вы хоть сами-то поняли что сказали? Если под "проблемой" понимается принципиальная возможность доступа из локальной сети, то ставите отдельный Ethernet контроллер в PC и получаете точка-точка.

Конечно понял. Вставка отдельной сетевухи, и РАЗРАБОТКА ПРАВИЛ ПОДКЛЮЧЕНИЯ, в которых пользователю будет сказано, не тыкай наш дивайс в коммутатор - один из путей решения этой проблемы.

Физика Ethernet, поднимается тем-же мизинцем ровно за такое-же время, причем жто время сопоставимо со временем поднятия физики и любого другого пакетного интерфейса. Стек протоколов не нужен, Все точно так-же, только нет жесткой завязки на конкретного производителя, его стеки, его драйвера....

Любительство в самом что ни наесть ярком своем представлении. Стек протоколов придуман людьми не от скуки, а чтобы придать каналу связи определенные характеристики. Не говоря уже о том, что для того, чтобы сделать на писюке ПО, работающее с МАС уровнем ethernet - задача ой как не тривиальная. И лишь использование стандартных протоколов упрощает программирование.

Если-бы я НЕ БЫЛ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ множества разных USB устройств, то я, возможно, и мог-бы отнестись к Вашми утверждениям с большим доверием

Если кто-то не смог сделать нормальный USB дивайс, то это не значит что у всех разработчиков руки кривые

"20 мегабайт с FPGA" красивые слова - конкретно глянул CYPRESS - восьмибитовая шина, 4-6 тактов на запись, 48 тактовая... 20 мегабайт говорите . Это только ограничение на стыке с FPGA.

Нет, я говорю - 40 мегабайт .

Я не умаляю достоинств USB он имеет свои преимущества, НО это только ЛОКАЛЬНЫЙ интерфейс периферии компьютера, с небольшим расстоянием и отсутствием гальванической развязки.

Ethernet - СЕТЕВОЙ интерфейс не привязанным к конкретному компьютеру, система с Ethernet будет работать и на столе с рядом стоящим буком, и в 200 метрах, и в 20 км если надо БЕЗ изменения самой системы!

Это несомненно преимущество Ethernet. И если предполагается что устройство будет таким образом эксплуатироваться, или такое свойство будет хорошей рекламой - берите ethernet. Только не забывайте, что как только вы отказываетесь от стека протоколов, вы сразу же получаете такое-же локальное устройство, у которого разве что кабель длиннее. А все преимущества перед USB сразу теряются.