[VCO 0]

Здравствуйте, уважаемые форумчане!

Пришла в голову идея разработать высокоскоростной однопроводный интерфейс, передающий и часы, и данные от мастера к слэйву по одной витой паре RS-485 со со скоростью до 20 МБит/сек (12,5 МБит/сек в номинале). Сразу оговорюсь: у слэйва нет тактового генератора!

Возможно, что-либо подобное уже есть или кто-либо такой интерфей уже разрабатывал, тогда прошу поделиться знаниями или опытом.

У меня уже есть пара вариантов, как это сделать, но они пока вызывают сомнения в плане надёжности.

И ещё детали: мастер - SpartanII с тактовым генератором 50 МГц, слэйв - XC9572 без тактового генератора, RS-485 - MAX3062.

Буду премного благодарен, если поможете решить эту хитрую задачку!

[smalcom 0]

грубо говоря телевизеру от антенны приходят частоты и повыше, но... коаксиал. контраргумент - хорошая витая пара тоже в экране. впринципе, передать такой сигнал по обычному проводу не проблема, но вопрос помехозащищенности и предельной длины выходят на первый план. хотелось бы услышать подробней чего хочеца.

[AndriAno 0]

както на приемном конце немного ресурсов нехватает.

В голову пришла одна идейка с методом похожим на методы советских инженегров.

Метод решения полуаналоговый. Если на приемном конце, к линии подцепить чтото наподобие интегратора с постоянной времени порядка периода тактовой. на него подавать принятый сигнал. В сигнале менять скважность.

В результате к следующему такту на выходе интегратора будет 0 или 1. Сам неискаженный сигнал из линии подавать на тактовый вход.

Не очень красиво но может получиться.

[Andron_ 0]

Стык согласно ГОСТ 18977-79 не требует на приемном конце тактового генератора, реализуется элементарно на рассыпухе... Но насчет таких скоростей - есть сомнения, он в номинале работает на 100 кбит.

[VCO 0]

грубо говоря телевизеру от антенны приходят частоты и повыше, но... коаксиал. контраргумент - хорошая витая пара тоже в экране. впринципе, передать такой сигнал по обычному проводу не проблема, но вопрос помехозащищенности и предельной длины выходят на первый план. хотелось бы услышать подробней чего хочеца.

Телесигнал не в счёт, в видеоимпульс встроить синхросигнал не проблема. В моём случае - чистая цифра, встроить синхроимпульсы без серьёзного снижения скорости намного сложнее. Хочется именно узнать, как наиболее эффективней слить в единый цифровой поток часы и данные в мастере, а затем их наиболее достоверно растащить в слэйве без существенного снижения скорости передачи полезной информации.

както на приемном конце немного ресурсов нехватает.

В голову пришла одна идейка с методом похожим на методы советских инженегров.

Метод решения полуаналоговый. Если на приемном конце, к линии подцепить чтото наподобие интегратора с постоянной времени порядка периода тактовой. на него подавать принятый сигнал. В сигнале менять скважность.

В результате к следующему такту на выходе интегратора будет 0 или 1. Сам неискаженный сигнал из линии подавать на тактовый вход.

Не очень красиво но может получиться.

Вы почти угадали пока самое близкое к идеалу из моих решений:

Кодируем 0 скважностью 1/4, 1 - скважностью 3/4, разделяя соседние "биты" импульсами со скважностью 1/2 (для наглядности при отладке). На слэйве по переднему фронту T-триггером выделяем синхроимпульсы и задерживаем их на четверть периода. Данные считываем из входного потока по положительному фронту синхроимпульсов. Для наглядности надо было бы временные диаграммы нарисовать, но сейчас некогда, да и алгоритм нехитрый, можно и без них понять.

Сомнительным элементом является задержка на 1/4 периода, которая при максимальной скорости составит 100 нс. Чем её наиболее точно реализовать? На логических элементах - стрёмно, RC-цепочкой - неточно, ЛЗ в схеме пока не предусмотрена. Какие идеи?

[VCO 0]

Доработал интерфейс на идейном уровне: :smile3046:

Так как всё равно внутри ПЛИС XC9572XL работаю только по положительному фронту, решил выбросить T-триггер (он только создаёт дополнительную погрешность в задержке сигнала и уменьшает скорость интерфейса в два раза). Описанный в верхнем посте цифровой поток корректирую, выбрасываю пустые импульсы со скважностью 1/2, и подаю на входы ПЛИС без задержки и с задержкой 180°. Данные выделяю по положительному фронту задержанного сигнала.

В качестве ЛЗ пока буду использовать LC-цепочку, а в профессиональном исполнении - ЦЛЗ. Для повышения надёжности можно изменить скважность ценою снижения скорости.

При скважностях 1/4 для 0 и 3/4 для 1 скорость такого интерфейса может достигнуть 5 Мбит/сек на максимальной скорости MAX3062, но учитывая передачу фронта часов информативная скорость будет вдвое выше. Если всё гладко получится, то, по-моему - неплохо, но интуиция мне подсказывает, что я сейчас велосипед изобретаю! :cranky:

Неужели такого никто ещё не делал? Поиск в Google мне пока не дал ответа на этот вопрос! :laughing:

[smalcom 0]

Неужели такого никто ещё не делал?

а зачем нужен такой геморрой?

[VCO 0]

а зачем нужен такой геморрой?

Это не "геморрой", а "находка" для сверхмалошумящих устройств (СМШУ) ВЧ и СВЧ. По-хорошему, такое надо патентовать и наухавить, но уверен, что такое уже существует, просто Google привык замечать ширпотреб, а узкоспециализированные решения не замечает... :)

...Всё дело в том, что в СМШУ и синтезаторах тактовый генератор создаёт ненужные наводки и биения (даже если выход последнего отключен от входа синхронизации), а так как ими иногда приходится управлять на приличном расстоянии, интерфейс неизбежен. Выхода 2: передавать SDATA, SCLK и SEN по трём витым парам или всё это "сжать" в одну витую пару. Когда речь идёт о двухкратном-трёхкратном резервировании контактов на разъёмах управляющего устройства и объектов управления, которых может быть несколько десятков, и минимизации размеров аппаратуры, выглядит весьма актуально. А так как архивысокая скорость интерфейса не нужна, последнее решение кажется оптимальным.

[MaslovVG 0]

Это не "геморрой", а "находка" для сверхмалошумящих устройств (СМШУ) ВЧ и СВЧ. По-хорошему, такое надо патентовать и наухавить, но уверен, что такое уже существует, просто Google привык замечать ширпотреб, а узкоспециализированные решения не замечает... :)

...Всё дело в том, что в СМШУ и синтезаторах тактовый генератор создаёт ненужные наводки и биения (даже если выход последнего отключен от входа синхронизации), а так как ими иногда приходится управлять на приличном расстоянии, интерфейс неизбежен. Выхода 2: передавать SDATA, SCLK и SEN по трём витым парам или всё это "сжать" в одну витую пару. Когда речь идёт о двухкратном-трёхкратном резервировании контактов на разъёмах управляющего устройства и объектов управления, которых может быть несколько десятков, и минимизации размеров аппаратуры, выглядит весьма актуально. А так как архивысокая скорость интерфейса не нужна, последнее решение кажется оптимальным.

Да все это есть. Присмотритесь повнимательней не физическом уровне к USB, SATA, ETHERNET. Читайте литературу по кодированию и передаче информации.

[smalcom 0]

"находка" для сверхмалошумящих устройств (СМШУ) ВЧ и СВЧ

Чегооо? Вы с электроникой современной вообще знакомы? Как Ethernet к примеру решает проблемы высокоскоростной передачи при помехах, как ATM работает...

 

А про езернет сказали, ну, повторенье - мать ученья.

 

просто Google привык замечать ширпотреб

если каша не по вкусу, то есть ее не надо.

 

 

[VCO 0]

Да все это есть. Присмотритесь повнимательней не физическом уровне к USB, SATA, ETHERNET.

Вам тоже стоит присмотреться повнимательней к теме. Ещё в первом посте я сразу сказал: у слэйва нет тактового генератора!

Насчёт SATA не вкурсе (это короткий и ненадёжный интерфейс, он меня не интересует), а USB и ETHERNET, равно как и классический RS-485 требуют наличия у слэйва тактового генератора.

Чегооо? Вы с электроникой современной вообще знакомы? Как Ethernet к примеру решает проблемы высокоскоростной передачи при помехах, как ATM работает...

Не хотелось на такое отвечать, но по ходу - Вы не в теме и суть разработки не понимаете или игнорируете...

Что Вы имеете ввиду под современной электроникой, если компьютерную технику, то на PC мир клином не сошёлся! Кроме того, Ethernet - слишком громоздкий и неудобный для меня интерфейс: при скорости до 10 Гбит/сек имеет достаточно ощутимое время групповой задержки, для управления он неудобен и избыточен, по нему только потоки данных перегонять удобно, а мне иногда 8 бит вполне достаточно.

Физическую среду для интерфейса я уже выбрал: RS-485 и точка. Просьба ко Всем быть повнимательнее к сути задачи!

[Andron_ 0]

Физическую среду для интерфейса я уже выбрал: RS-485 и точка.

 

Неудачнее выбор было сложно сделать...

[otrog 0]

Физическую среду для интерфейса я уже выбрал: RS-485 и точка. Просьба ко Всем быть повнимательнее к сути задачи!

Если мастер и слейв в системе одни и расстояния между ними не сотни метров, то в качестве физической среды неплохо будет смотреться LVDS. Скорости можно достичь порядка 800 Мбит/сек(правда на небольших растояниях).

[ReAl 0]

Вот мне тоже непонятно. Если "только одна витая пара" это не цель, а средство получить минимальные наводки, то почему выбран RS485 а не LVDS, у которого гораздо меньше размах сигнала?

Мне кажется, что стоит попробовать вернуться к двум парам, но LVDS и такое (кажется, в IEEE1394-ом используется)

По одной из линий передаются данные.

По второй - дополнительные перепады. Вот так

   101011001111000011111111
D  -_-_--__----____--------
C  _____--__-_--_-__-_-_-_-

На приёме (D xor C) работает как DDR такт для D, только задержать нужно немножко (но «лишь бы за setup-hold выйти», а не нужная доля периода).

Количество любых перепадов на обеих линиях вместе в два раза меньше, чем у Вас сейчас на одной линии (один перепад на бит вместо двух). Соответственно падает энергия помех. Плюс LVDS не такой шумный, как RS485.

 

[MrYuran 16]

Вам тоже стоит присмотреться повнимательней к теме. Ещё в первом посте я сразу сказал: у слэйва нет тактового генератора!

Насчёт SATA не вкурсе (это короткий и ненадёжный интерфейс, он меня не интересует), а USB и ETHERNET, равно как и классический RS-485 требуют наличия у слэйва тактового генератора.

Если передача в одну сторону, может подойти M-II.

Самосинхронизирующийся код, можно обойтись вместо ТГ в приёмнике линией задержки на 3/4 периода.

 

И вообще, интерфейс у 485 как минимум 2-проводный, а в общем случае 3-х.