Заказчик поставил задачу управления станком Термопластавтомат с помощью системы на FPGA. Обеспечил разработчиков Dev. Kit'ами на Cyclone 5. Сейчас стоит вопрос дальнейшего использования такого решения/ перехода на другие платы/ использования новой платформы.

Более детально получается, что использование стандартного Dev. Kit'а (точнее схемы его разводки) порождает невозможность задействовать большое количество входных тестовых сигналов и использовать одновременно монитор, для отображения человеко-машинного интерфейса, разрабатываемого на встроенном ядре ARM.
Может у кого-то есть конкретный опыт по подключению монитора для SoC и большого количества входных/выходных интерфейсов к кристалу. Ну или какия может литература есть? Желательно, конечно, посоветовать готовые недорогие решения модульного типа.

По поводу количества сигналов - не понял, в чём проблема, а что касается монитора - VIP Suite clocked video output.

Опыт то есть.
Только FPGA здесь явно провальный вариант.
Это должна быть сеть микроконтроллеров.

Допустим со станка выходит 40 пар проводов для контроля и заходит столько же для управления. Понятно что на пины ПЛИС все не заведёшь. Может подскажете плату расширения какую-то?
За видео - спс.

Я опять не понял, в чём вы видите проблему завести на ПЛИС 160 проводов?

Самая задача для ПЛИС. Никакими контрллерами такой трафик не пережевать. Объемная плисина все еще и в реальном времени посчитает. А если не хватает дифф. пар можно поставить преобразователи из lvds в cmos. Хотя Ария по идее должна хавать столько lvds пар.

так надо знать что за дигатели там используются
или какую-то доп инфу нужно для помощи

Непосредственно выводить HDMI, 4 пары проводов. На Марсоходе, например, есть проект на МАХ10.

Забавно, однако.
Как одно из замечательных свойств ПЛИС всегда не забывают упомянуть о некоей их гибкости.
А тут оказывается надо знать наперед двигатели, да еще какую-то доп инфу.
А чё, гибкости ПЛИС уже не хватает?

Опишите примерно какие типы и сколько сигналов входят и выходят.

Так а почему плис? Там что, эти 100 сигналов какие то скоростные и требуют сверхбыстрой реакции?

Вот и я также полагаю, ТС молчит, пропал куда то.

Сейчас вопрос ПЛИС или микроконтролер/микропроцессор не принципиален.

PS Вопрос выбора элемнтной базы был сделан ТС (его заказчиком) в первом сообщении:

Да что там Ария. Даже если все эти 80 пар LVDS - Cyclone V даже SoC (у которого очень много пинов зарезервировано исключительно под HPS) в корпусе 896 имеет по 72 пары на вход и на выход. То есть почти с двукратным запасом. А если между процессором и FPGA мегаскоростной канал не нужен - можно обойтись заметно более мелким корпусом, а рядом поставить модулёк с Sitara. Что во всех отношениях, кроме габаритов платы, проще.

Как минимум у меня возникает вопрос есть ли ПЛИСина с таким количеством ножек. С другой стороны я не смотрел все возможные ПЛИС и возможно что-то да упустил.


Спасибо, учтём. Правда сейчас работаем под Cyclone 5)


Эта загадка даже для меня т.к. заказчик сам не решил что именно использовать.


Спасибо! Вот то что действительно поможет на отображение.


Кирпичами в огород начинаем бросаться?)


Вот оно что, я не тот корпус мотрю и не могу догнать где просчитался. Спасибо за подсказку. У нас просто стоит 5CSXFC6D6F31C6N
________________________________________________________________________________

Всем огромное спасибо за ответы и с наступающим Новым 2016 Годом!

Если изменение сигналов связаны во времени, то потребуется одновременное преобразование (аналоговых сигналов), что не под силу МК в которых внешние сигналы мультиплексируются к одному АЦП.
Из личного опыта, лет 10 назад делали управление ДПТ (1кВт 27 В), время нарастания пускового тока до значения 60 А составляло примерно 80 мкс, следить за такими событиями софтом в МК - сомнительное занятие.

F31 - это как раз 896 ног и есть. А на трансиверах не знаю как HDMI, а DisplayPort точно можно сделать, в Квартусе мегафункция присутствует.

Да посмотрите уже на термопластавтоматы. Найдите там хоть один узел требующий микросекундной реакции.

Пока этот год еще не кончился хочу сделать предсказание.

TC уже после первой итерации платы с сотнями проводов к ней откажется от идеи ПЛИС либо от идеи откажется заказчик.
И найдется кулибин неподалеку который сделает все на ардуино одном или нескольких и планшете.

896 то ного есть, но для юзера там доступно от силы 130 портов. Для входов-выходов ладно, а куда вешать монитор?)

Загляните в документацию, для юзера там доступно 288 выводов. Монитор, как я уже писал, можно повесить и на трансиверы, а можно и на обычные выводы, коих там для вашей задачи в достатке.

Лет этак пятнадцать назад делал для автоматов Kuasy полную замену электроавтоматики, на рассыпной логике и АТ2313 - все работает до сих пор

Значит я что-то не дочитал.

Термопластавтомат - типичная задача для КИПиА. То есть сигналы там - несколько датчиков температуры, давления, концевики, клапана. Быстродействие - от миллисекунд и медленей.
Делать это на ПЛИС - извращение. Берется обыкновенный ПЛК типа WAGO или отечественный ОВЕН, к нему стандартные модули ввода-вывода нужных сигналов, все вешается на ДИНрейку, пишется и отлаживается софт в CODESYS или аналогичной среде. И все. ЗАдача на 2 недели для одного человека.

Не знаю, кто вам это сказал. Например, задача сделать точную смесь нескольких газов привела к выводам, что нужно тыркать клапаном с монотонностью около 5 мкс. А клапанов было 30 штук. Ставьте ОВЕН. Потом, когда подберете алгоритм, придется ставить ПЛИС-не хватит быстродействия вылизать артефакты. А термопластавтомат это еще и работа с ионизирующими, ультразвуковыми, оптическими датчиками в реальном времени. Преимущество ПЛК-отработанность платформы и лобби на форумах)))

Неужели клапан имеет такое быстродействие, что за 5мкс успевает открыться? Может то был все-таки обыкновенный ШИМ?

Kolya,

Если всё-таки можно обговаривать "железо", то Вам нужно:

1. Определить скорости изменения сигналов(управления и входных на АЦП).
2. Если всё-таки нет там никаких мкс, то смело берите ОВЕН модули ввода-вывода(аналоговые,цифровые), ПЛК110/160 и т.д.
3. Берите SQL server от того же InSat - он на 32 параметра бесплатный,если не ошибаюсь.
4. Гоните всё на ModbusRTU и ModbusTCP на сервер.
5. Рисуйте графики, пульты и т.д. на любом фреймворке + php для БД SQLite.

Цены на железо не заоблачные, а очень доступные.

Делается, реально, за 2 недели всё.

Если заказчику реально надо это сделать на ПЛИС, то Вас немного жаль - работы на пару месяцев, в лучшем случае.

Опишите, что за параметры у Вас, как часто они меняются, если это сейчас известно.

Понятно, что одна ПЛИС переварит всё, что не переварит ни один ПЛК, и железка будет круто маленькой и функциональной, но из-за того, что это всё будет монтироваться в шкаф, разница в количестве оборудования будет не видна и ни на что не повлияет, да и не нужна она.

В ОВЕНе, если там Codesys, человеко-машинный интерфейс реализуется как Веб-страница легко и непринужденно без всяких SQL

Поделитесь, пожалуйста, ссылочкой, где можно почитать об этом?

Мне что-то попадалось, но, кажется, не для ПЛК110/ПЛК160, но могу ошибаться.

Допустим с АРМ ядром и Линуксом на борту та же история - Веб морда и погнал педалить.
Сейчас заказчик вообще думает, может стоит Cyclone V заменить на Xilinx (я просто до этого работа на нём и есть значительный опыт)

Это роли не играет, получается у заказчика есть уверенность, что только на ПЛИС можно сделать?

Сколько сигналов и как часто меняются - Вы на этот вопрос не ответите?

Да здесь все ясно.
Cyclone V имеет два ядра. На одном видимо линукс планируется с GUI, на другом реалтайм обработка.
Тогда все логично, почти как я рекомендовал.

Но как-то все равно выглядит избыточно. Линукс ради GUI это очень криво, уберечь такую плату от ЭМИ будет очень дорого.

Нет, но заказчика мучает вопрос "Почему все делают на ПЛИСах (та же Альтера) а мы должны на контроллерах?" Вот как ему обьяснить?
По поводу вопроса - не могу ответить ибо я станка в галаза не видел даже. Да и предполагается масштабируемая система, которую в перспективе можно с минимальными затратами переделать в что-то более глобальное.

Альтера и делает сами ПЛИСы, чтобы их пиарить, она на них будет делать всё.
А вот АСУТПшники всё делают на ПЛК ибо быстрее и почти нет граблей.

Масшабируемая система, которую возможно нужно переделать..звучит не совсем корректно,т.к. масштабируемость - это добавление в основному ядру доп.функций или кол-ва узлов,без замены этого ядра.
На ПЛК это решается довеской на ту же DIN-рейку ещё модулей.
С Ваших слов получается, что возможна ситуация, когда железку вдруг потребуется применить вообще в другой сфере.) был АСУТПшный контроллер и вдруг понадобился, например, коммутатор каких-либо больших потоков.
Вы тут же вынимаете модуль с ПЛИС со шкафа и бежите менять прошивку.)

Не подумайте, я Вас не отговариваю так уж категорично, я сам ПЛИС люблю.

ПЛИС будет выгодней, если кол-во модулей или кол-во заказов от Вашего заказчика к Вам окупит разработку.
Но,если это разовый проект, то заказчику будет дороже.

Может быть, если в дальнейшем понадобится работать по EtherCAT, то да, корку под Xilinx можно сделать/купить/"найти", тогда будет дешевый переход на столь крутой быстрый пром.интерфейс, главное заранее развести на плате всё, что надо.

Это верно, в промышленности все решает технологичность конструктива, а не перспективность платформы.
Конструктив на с одной центральной платой с ПЛИС будет заведомо нетехнологичен.

Поедьте с ним на любой завод, где стоят термопластавтоматы и станки с ЧПУ и поспорьте с ним, что вы ему покупаете бутылку пива каждый раз, когда он находит в шкафу что-то типа такого:

А он вам покупает бутылку, когда вы находите что-то вроде вот этого:

Тогда вы точно узнаете, кто на чем делает автоматику станков.


Во первых зачем термопластавтомату масштабируемость системы управления? Если имеется ввиду СКАДА, то вы можете любой ПЛК включить в сеть из таких же ПЛК через Profinet, Modbus TCP, и прочие промышленные протоколы и удаленно мониторить через центральную заводскую систему хоть 20 таких станков. Либо обеспечить производственный контроль и управление линией производства.
А переделка ПО ПЛК это в десятки раз проще, чем переделывать ПО для ПЛИС. Потому, что гибкость ПО - это из конек. Второй конек ПЛК, как сказали выше - модульность. То есть вы можете наращивать и изменять его I/O возможности практически неограниченно путем простого добавления нужных модулей на ДИН-рейку - хотите - 45 логических входов, хотите 10 релейных выходов 220В, хотите 30 аналоговых сигналов +-10В и 20 сигналов от термопар - пожалуйста. Как вы это собираетесь организовывать на ПЛИС, я не знаю.

Тут бы я поспорил.
Во первых человек делает не на ПЛИС а на линуксе (образно говоря). Это видно невооруженным глазом.
Софт в этом проекте самая трудоемкая часть. ПЛИС там или не ПЛИС почти не имеет значения для функциональности. С ПЛИС-ой даже труднее будет сделать многие интерфейсы полевых шин.
Секрет видимо в том, что под альтеру идет очень дешевый KIT включающий ARM DS-5 Altera Edition да еще Андроид обещают.
ARM DS-5 это компилятор как у Keil-а только с поддержкой Cortex-A
Для realtime систем один из лучших компиляторов. Я и сам смотрю уже на Альтеру ради такого тулса.

Так вот если бы мне в таком проекте дали выбирать между ПЛК и двухядерным микроконтроллером с ARM DS-5 я бы выбрал микроконтроллер.
ПЛК программируются на своем птичем языке, с минимальной отладкой. Никогда у поставщиков нет всего ассортимента модулей ПЛК, который они показывают в каталоге.
Невозможно в ПЛК сделать управление двигателем на уровне ШИМ-ов. Если такое захочется, то изготовители предложат ту же голую платформу с линуксом или закрытой RTOS.
Т.е. ПЛК в виде блоков поддерживают только некоторые широко распространенные шаблоны управления.

Во характерный пример буквально сегодня - http://geektimes.ru/post/269080/
Человек с энтузиазмом взялся и спёкся. Перешел на pascal-е подобный скрипт. Потерял время и сделал жалкое подобие того, что на Delphi делается за час.

Если вам нужно видео на плате, возьмите плату с видео. Или уж сразу c LCD дисплеем и Touchscreen`ом, такое на многих Development Board имеется.
Или вы сами будете плату разрабатывать?
Если большой экран нужен, то можно и RGB сделать прямо на логике ПЛИС, на это потребуется от пяти выводов. Если, конечно, оно надо при том, что можно взять плату с готовым интерфейсом к дисплею и поддержкой в Linux.
Что касается обновления конфигурации, то если на плате будет Ethernet, то не так уж и сложно сделать удалённое обновление и конфигурации ПЛИС, и встроенного ПО, тем более если имеется Linux.
На счёт двух ядер на Cyclone V, одно из которых GUI, другое - realtime. Сделать это, мне думается, не совсем тривиальная задача.
Да и, пожалуй, целое ядро на GUI - это слишком много.
Насчёт интеграции в сеть предприятия - пускай возьмёт готовую библиотеку с Modbus, Profibus или чего там надо для Linux.
Насчёт расширения - на то она и ПЛИС: предусмотреть на плате запас SPI, I2C, UART и навешивать на них готовые модули, которых немалое количество в интернетах.
Ну и, конечно, оставить некоторое количество GPIO, идущих прямо на ПЛИС, чтобы заводить и выводить ими сигналы с микросекундными точностями, которые будут обрабатываться ячейками ПЛИС без участия медленных устройств.

Тут все дело в том, сколько своего времени на разработку вы согласны потратить. Судя по первому сообщению в данном случае это "разработка ради разработки", а не ради результата. То есть берется что имеется и делается теми специалистами, что имеются, вместо того, чтобы сначала поставить задачу, бюджет, требования, а затем решать на какой платформе делать. Для одиночного проекта, вроде этого, вы никогда не окупите свои затраты на разработку, если возьметесь это реализовать на ПЛИС.

Язык птичий, но на нем может писать любой студент после 5 минут изучения. А читать программы может даже электрик, никогда не видевший ПЛК, и знающий только релейную логику.
А отладка там в реальном времени + моделирование. И без всяких JTAGов. Это получше будет, чем у ПЛИС.
И как потом вообще эти программы на ПЛИС поддерживать? Каждый раз по малейшему чиху обращаться к спецам по Линуксу и ПЛИС, чтобы они прошивку переписали? А JTAG одалживать?

А зачем это реализовывать на ПЛК, если для этого есть готовые частотные преобразователи? Опять ради разработки?

Статья свежая, он еще 10 раз будет радоваться, что сделал вот так, а не на делфи.

Вот взгляните на эту отладочную плату: http://www.terasic.com.tw/cgi-bin/page/arc...=167&No=836
На ней есть выход vga для вывода изображения на монитор http://www.terasic.com/downloads/cd-rom/de1-soc/ ( скачать вот этот файл DE1-SOC_V.1.2.0_SystemCD.zip)
Можете подглядеть как там это всё реализовано) В этом же архиве есть и схема, и руководства пользователя, и даташиты на все используемые микросхемы. В общем поглядите файл user manual там все основные моменты расписаны (например как поставить на кит линукс и задействовать через него мышку и клаву).

Конечно хотелось бы задействовать данный борд с монитором и тачскрином, но тогда остаётся очень мало свободных портов, для других задач) У меня валяется такая Дев борд)



Спасибо, посмотрю

Вам точно необходим встроенный SoC, может взять пожирнее ПЛИС и без SoC. Может софт процессора будет достаточно?
Взять например плату, правда там Xilinx, но там и LCD экран и семисегментный индикатор, клавиатура есть и ПЛИС относительно толстая по логике и т.д.
Потом просто перейти на ПЛИС с большим количеством выводов и/или логики

Спасибо, я тоже задумывался над переходом на Хилых - они как-то ближе будут) Но заказчик как обычно не хочет тратится на новое оборудование. Решено было оставить всё как есть, правда ТЗ резко изменилось на разработку системы управления роботом на 15 моторов
Возник также вопрос - у нас есть проекты под процессоры Моторолы. Насколько легко будет перевести код Си в тот же vhdl? Я просто себе представляю только таким образом наиболее быстрое создание проекта.

можно попробовать использовать openCL
Как раз поделитесь впечатлениями от использования ...

без опыта, для средней цосовской задачи года 1,5

Ну вы меня расстроили очень( Может по этому поводу есть литература какая-то вспомогательная, или статьи какие вам известны... Хоть что-то)

Какое то обсуждение кота в мешке идёт. Как можно быбирать между ПЛИС и ПЛК не имея на руках подробного ТЗ ?

Это ещё ерунда. Вот как под такую задачу писать сразу код? Вот вопрос. Я поковырялся себе в IP корках, что-то попробовал наваять, но толку пока никакого.

Может надо тренироваться на кошках, а не на такой сложной задаче? А к усложнению переходить по мере "становления на крыло".

Как-бы это не первый проект. Предыдущий был на Спартане 6-м, максимальной конфигурации с утилизацией ресурсов на 65-70%. Так что потренировался я достаточно. Тут только вопрос в Альтере и принципе управления двигателями.

Тогда надо раздобыть уже документацию или спросить у кого-нибудь.
Здесь тренировка не поможет.

Всё, конечно, очень странно.
То, что вдруг выяснилось, что управлять надо 15-ю осями - это уже говорит о том, что в любом случае надо смотреть, что за двигатели, как управляются, это уже ближе к ПЛИС, конечно.