[lbvf336 0]

Здравствуйте. Возникла некоторая проблема: 
Есть сигнал, приходящий с ультразвукового датчика определенной длительностью в зависимости от расстояния до цели. Каким образом можно реализовать подсчет данной длительности для дальнейшего расчета расстояния?
Возможно это и не проблема для многих разбирающихся, но я только начинаю осваивать данный язык, поэтому кто может, подскажите, пожалуйста, как это можно реализовать.

[vitzap 0]

Счетчик с разрешением счета. Сбрасываем счетчик по переднему фронту приходящего импульса, регистрируем событие по заднему.

Как-то так:

 

input imp;

input clk;

output reg [15:0] result;

 

reg imp_rg;

reg imp_rg2;

 

reg [15:0] count;

wire rise_imp, fall_imp;

assign rise_imp = imp_rg & ~imp_rg2;

assign fall_imp = ~imp_rg & imp_rg2;

always @(posedge clk)

begin

     imp_rg <= imp;

     imp_rg2 <= imp_rg;

     if (rise_imp)

        count <= 0;

     else if (imp_rg)

       count <= count+1'b1;

     if (fall_imp)

         result <= count;

 

end

Изменено 29 октября, 2021 пользователем vitzap

[Flip-fl0p 4]

10 часов назад, lbvf336 сказал:

Здравствуйте. Возникла некоторая проблема: 
Есть сигнал, приходящий с ультразвукового датчика определенной длительностью в зависимости от расстояния до цели. Каким образом можно реализовать подсчет данной длительности для дальнейшего расчета расстояния?
Возможно это и не проблема для многих разбирающихся, но я только начинаю осваивать данный язык, поэтому кто может, подскажите, пожалуйста, как это можно реализовать.

1. Определяем какая точность измерения нам нужна.

2. Переносим сигнал в рабочий домен.

3. Описываем цифровой счётчик, с требуемой разрядностью.

4. Сигнал, длительность которого надо измерить, выступает в качестве сигнала сброса счетчика. Сигнала нет - сбрасываем счетчик. Сигнал есть- счётчик считает. Значение счетчика в момент, когда он сбрасывается это и будет длительность сигнала.

5. Точность измерения плюс-минус 1..2 такта частоты тактирования счётчика. 

[Nick_K 0]

Советую отзнакомится с понятием Time to Digital Converter. Обычного частотного счётя скорее всего будет недостаточно т.к. даже на 200 МГц это погрешность в ~3м

Хотя если такой точности достаточно - то пожалуйста, пишите обычный счётчик

[Самурай 12]

1 час назад, Nick_K сказал:

Обычного частотного счётя скорее всего будет недостаточно т.к. даже на 200 МГц это погрешность в ~3м

Скорость звука со скоростью света не попутали часом?:)))

[Nick_K 0]

29 minutes ago, Самурай said:

Скорость звука со скоростью света не попутали часом?:)))

А да, точно. Спасибо. Но всё равно ошибка будет значительная... В некоторых диапазонах)

[Maverick_ 15]

-- Measure the pulse length 

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all;

use ieee.numeric_std.all;


entity pulse_len_measure is

generic (

N : integer:=8);

port (

i_clk : in std_logic;

i_rstb : in std_logic;

i_input : in std_logic;

o_pulse_len_hi : out std_logic_vector(N-1 downto 0);

o_pulse_len_lo : out std_logic_vector(N-1 downto 0));

end pulse_len_measure;


architecture rtl of pulse_len_measure is

constant C_MAX_COUNT : unsigned(N-1 downto 0):=(others=>'1');

signal r_count_hi_ena : std_logic;

signal r_count_hi : unsigned(N-1 downto 0);

signal r_count_lo : unsigned(N-1 downto 0);

signal r_count_lo_ena : std_logic;

signal r_rise : std_logic;

signal r_fall : std_logic;

signal p_input : std_logic_vector(0 to 2); -- input pipe


begin


p_edge_detector : process(i_clk,i_rstb)

begin

if(i_rstb='0') then

r_rise <= '0';

r_fall <= '0';

p_input <= (others=>'0');

elsif(rising_edge(i_clk)) then

r_rise <= not p_input(2) and p_input(1);

r_fall <= not p_input(1) and p_input(2);

p_input <= i_input&p_input(0 to p_input'length-2);

end if;

end process p_edge_detector;


p_count_hi : process(i_clk,i_rstb)

begin

if(i_rstb='0') then

r_count_hi_ena <= '0';

r_count_hi <= to_unsigned(1,N);

o_pulse_len_hi <= (others=>'0');

elsif(rising_edge(i_clk)) then

if(r_rise='1') then

r_count_hi_ena <= '1';

elsif(r_fall='1') then

r_count_hi_ena <= '0';

o_pulse_len_hi <= std_logic_vector(r_count_hi);

end if;


if(r_count_hi_ena='1') then

if(r_count_hi<C_MAX_COUNT)then

r_count_hi <= r_count_hi + 1;

end if;

else

r_count_hi <= to_unsigned(1,N);

end if;

end if;

end process p_count_hi;


p_count_lo : process(i_clk,i_rstb)

begin

if(i_rstb='0') then

r_count_lo_ena <= '0';

r_count_lo <= to_unsigned(1,N);

o_pulse_len_lo <= (others=>'0');

elsif(rising_edge(i_clk)) then

if(r_fall='1') then

r_count_lo_ena <= '1';

elsif(r_rise='1') then

r_count_lo_ena <= '0';

o_pulse_len_lo <= std_logic_vector(r_count_lo);

end if;


if(r_count_lo_ena='1') then

if(r_count_lo<C_MAX_COUNT) then

r_count_lo <= r_count_lo + 1;

end if;

else

r_count_lo <= to_unsigned(1,N);

end if;

end if;

end process p_count_lo;


end rtl;

 

 как тут правильно писал Nick_K лучше это делать с помощью PLL

но так как Вы новичок в FPGA то попробуйте вначале менее точное измерение и проверьте в работе, а потом уже поменяете...

ниже пример с применением PLL: пример (здесь еще есть нюансы - поддержка платы этого варианта)

[Plain 167]

Решение зависит от количества бит, выдаваемых датчиком, один или много.

[MrGalaxy 9]

11 часов назад, Flip-fl0p сказал:

 

5. Точность измерения плюс-минус 1..2 такта частоты тактирования счётчика. 

Два откуда? Плюс-минус один 

 

13 часов назад, vitzap сказал:

 

reg [15:0] count;

wire rise_imp, fall_imp;

...

always @(posedge clk)

Просили на vhdl

[Flip-fl0p 4]

5 часов назад, MrGalaxy сказал:

Два откуда? Плюс-минус один 

 

Просили на vhdl

Если у строба сигнал с пологими фронтами - то может и поболее 

[MrGalaxy 9]

4 часа назад, Flip-fl0p сказал:

Если у строба сигнал с пологими фронтами - то может и поболее 

Так и думал, что Вы это скажете)) 

Я имел в виду методическую погрешность самой цифровой части уже внутри ПЛИС. А так да, пологие фронты, зашумлённый сигнал дадут свой вклад в точность измерения.

[Flip-fl0p 4]

11 часов назад, MrGalaxy сказал:

Так и думал, что Вы это скажете)) 

Я имел в виду методическую погрешность самой цифровой части уже внутри ПЛИС. А так да, пологие фронты, зашумлённый сигнал дадут свой вклад в точность измерения.

Внутри плис - плюс минус один такт. От этого не уйти никуда)

[MrGalaxy 9]

2 часа назад, Flip-fl0p сказал:

Внутри плис - плюс минус один такт. От этого не уйти никуда)

Так я это и сказал))

А вообще говоря,  ИМХО, можно извратиться и считать двумя счётчиками, тактируемыми одним сигналом по положительному и отрицательному перепадам и суммировать результаты. Будет точнее, чем плюс-минус один такт.

Пишу ИМХО, потому что в железе пока не опробовал, только отсимулировал.

[RobFPGA 27]

Приветствую.

3 hours ago, MrGalaxy said:

А вообще говоря,  ИМХО, можно извратиться и считать двумя счётчиками, тактируемыми одним сигналом по положительному и отрицательному перепадам

Можно и так. И даже будет достаточно один счетчик на одном фронте и пара триггеров на другом.  Но это просто  эквивалентно увеличению тактовой в 2 раза. 
 

Удачи! Rob.

[MrGalaxy 9]

6 часов назад, RobFPGA сказал:

эквивалентно увеличению тактовой в 2 раза. 

Угу, бывает когда тактовую увеличить нельзя, поэтому такая маленькая хитрость бедного инженера))