Hjälp att välja lämplig processor, skapa korta pulser...

[PeterH]

Lite lurig rubrik men jag är "noob" på processorer och vad man skall titta på i databladen... Jag är bara på idéstadiet och behöver veta vad som krävs av en processor för att klara av mina önskemål. Jag ska försöka förklara vad jag vill kunna göra och hoppas att någon av er kan hjälpa mig förstå vad jag skall leta efter, och om någon känner för det får ni ju gärna ge exempel på passande processorer.

scenario: processorn sitter i en modul och till modulen skickas en trigger-puls (SYNC), flera moduler kan sitta parallellt. När modulen får trigger-puls skall en kort puls skickas till ett utgångssteg, den genererade pulsen kan vara så kort som 2ns upp till 50ns (justerbart), detta oberoende av trigger-pulsens längd (triggas på positiv flank). Triggerpulsens repeteringsfrekvens (PRF) kan vara mellan 1 Hz till 100 kHz. En fördröjning (0 till 500ns i 1 ns steg) skall kunna väljas från trigger till genererad utpuls, olika fördröjningar skall kunna ställas i dom olika modulerna.

En tanke är att alla parametrar (pulsbredd, fördröjning) och på sikt också och lite annat skall sättas via I2C-bus, så den valda processorn får gärna ha inbyggt stöd för detta. Har tittat lite på olika PIC:ar för detta men vet som sagt inte riktigt vad jag ska titta efter i prestandan för att kunna klara ovan... Hur ska man tänka och räkna på denna typ av krav? Ett litet förtydligande; det sitter alltså en egen processor i varje modul och den genererade pulsen används endast i den egna modulen, bara synksignalen är gemensam mellan alla modulerna.

Lite bilder som jag hoppas förklarar vad jag hoppas kunna göra;

pulser_1.jpg

moduler_1.jpg

[TomasL]

För att klara 2 ns puls, behövs det en PIC som jobbar med minst 2 GHz, du hittar inga PICar för detta.
De snabbaste ligger väl runt 10 ns instruktionshastighet.
Vilket praktiskt ger max 4 MHz eller så på portarna, dvs runt 100-250 ns

[PeterH]

Tolkar jag dig rätt att en processor måste jobba med 2 GHz, eller gäller det bara just PIC? Jag har hittat en sida där man omvandla mellan Frekvens och Period, där 2 ns ger en frekvens på 500MHz, men jag gissar att man måste ta hänsyn till lite andra saker i en processor...

[Klas-Kenny]

Skulle nog satsa på att bygga någon klurig elektronik som kan generera din puls, som triggas utav en styrsignal ifrån µC'n istället.

Som TomasL säger så krävs det en rejält snabb processor för att ge ut så snabba pulser, dessutom rent spontant tveksamt om så värst många µC'er ens kan ge så snabba flanker med någon nämnvärd spänning, tänk på att 2ns motsvarar 500MHz i grundton. För att ge lite perspektiv, en hyfsat snabb MOSFET-drivare jag använt, har en stigtid på 13ns. Nu pratar vi en puls på 2ns, ska den faktiskt se lite fyrkantig ut pratar vi alltså en stigtid på mindre än en nanosekund, det är rätt snabbt. Och för att åter ge perspektiv, det krävs ett rejält snabbt oscilloskop för att ens kunna mäta det..

[TomasL]

De alra flesta processorer kan inte köra portarna i full fart, en normal PIC exekverar med en hastighet av osc/4 dvs för att få 500 MHz så måste prollen snurra i 2 GHz, dock för att man skall kunna toggla portarna med någon form av precision, så pratar vi nog 4-8 GHz eller så.
Så nej, det går inte med en processor.

[PeterH]

Tack för bra svar, jag ska fundera på lite andra lösningar (förslag och idéer mottages tacksamt ) Jag vet ju att det är svårt med dessa korta tider men jag tänkte ändå kolla hur nära man kan komma, nu verkar det svårt (eller omöjligt) med processor, men jag har fått lite att fundera på...

[olalofberg]

Klarar en Fpga det?

[adent]

En FPGA kan vara en lösning.

MVH: Mikael

[adent]

På gymnasiet gjorde vi något väldigt likt för 20 år sedan. Upplösningen var givetvis inte så bra, men om jag inte missminner mig var vi ändå nere runt 5ns.
Vi använde delay-IC's avsedda för att försena en analog signal (fanns avtappningar för olika förseningar på IC:n) och multiplexrar för att kunna välja hur mycket. Sen seriekopplade vi en med stora fördröjningar med en med små så kunde man välja rätt fritt. Allt hopkopplad runt nån form av vippa för att generera en puls utifrån fördröjningen.

Kanske går att fixa något liknande med olika långa kretskortsbanor/ledare? 1ns -> ca 30 cm i ljusets hastighet.
Ställer extrema krav på vippan.

MVH: Mikael

[psynoise]

FPGA låter stort, eventuellt en CPLD kanske. Som jag ser det behövs två SYNC-signaler. En som startar pulsen och en fördröjd som slutar pulsen. Pulsen kan då genereras med enklare logik. Det svåra blir variabel fördröjning.

Ska du endast bygga ett exemplar kan du kanske lyckas analogt. Men ska detta serietillverkas blir det eventuellt enklare med helt digital implementering.

[Nerre]

Jag tror helt enkelt inte att en mikroprocessor är rätt sätt att lösa själva pulsen, nån form av monostabil vippa verkar vettigare. Fast ska pulsbredden kunna justeras från mjukvaran blir det värre.

[lillahuset]

För det första, vad ska du med pulser på 1ns till? Du kommer troligen inte att kunna verifiera pulslängden iallafall.

Ett sätt att generera en så kort puls skulle vara med en mycket snabb komparator, tex: http://www.linear.com/product/LTC6957-1 Det var det snabbaste jag hittade vid en snabb koll på Linears hemsida. Förvånansvärt billig, ungeför en femtiolapp.
Till ena ingången kopplar du summan av två sågtandsvågor, den ena stigande och den andra fallande. Till andra ingängen kopplar du en fast spänning som du kan justera för att ändra pulslängden.
Problemet är att du kommer att få en fördröjning från triggern till pulsen som varierar med pulsbredden. Det skulle du kunna lösa med ytterligare en komparator och sågtand för variabel fördröjning.

Troligen blir det mycket gråt och tandagnisslan innan du har den funktion du vill ha.