High-Speed ADC über USB3 lesen

Sie suchen eine individuelle Lösung, um Ihre Signale mit hoher Abtastrate zu digitalisieren und über USB in einen PC einzulesen?

Die USB 3.1 / Gen1 - Schnittstelle ("Super Speed", ehemals USB 3.0) überträgt Daten mit einer Geschwindigkeit von 5 GBit/s. Daraus folgt eine realistische Netto-Datenrate bis zu 320 MBytes/s. Mit dieser Datenrate lassen sich beispielsweise ADC-Daten an einen PC übertragen. Eine gut funktionierende Lösung wurde mit einem FPGA sowie einem FIFO to USB 3 Bridge IC realisiert:

Der ADC ist dabei über ein paralleles DDR-Interface direkt am FPGA angeschlossen und wird komplett vom FPGA gesteuert und ausgelesen. Der FPGA verpackt die Daten in ein spezielles Format entsprechend Kundenwunsch und schreibt sie in die USB3-Bridge. Darüber hinaus ist im FPGA noch eine Reihe weiterer Funktionen implementiert, darunter eine komplette PID-Regelung für eine optische Scanner-Hardware. Die Funktionalität des FPGA ist über einen Konfigurations-Datensatz steuerbar. Dieser wird, ebenso wie die Regler-Parameter, über die USB 3 - Verbindung durch die PC-Software in den FPGA geschrieben. Ein Update des FPGA - Images ist ebenfalls über die USB 3 - Verbindung möglich.

Microcontroller oder PLD?

Müssen Sie beim Einsatz eines Microcontrollers Kompromisse machen, wenn mehrere Prozesse gleichzeitig bearbeitet werden sollen? Brauchen Sie neben dem Controller noch externe Logik? Passt die verfügbare Peripherie einfach nicht perfekt zu Ihrer Anwendung? Diese Gründe - und einige mehr - sprechen für den Einsatz eines programmierbaren Logikchips. Parallele Prozesse, hohe Verarbeitungsleistung und freie Konfigurierbarkeit der digitalen Funktionen und Anschlüsse sind Grundeigenschaften dieser Bauteile. Hinzu kommen heute interner RAM- und Flash-Speicher, flexibel konfigurierbare Taktung, schnelle Transceiver sowie analoge Peripherie bis hin zu ADCs. Das Spektrum wird durch SOCs abgerundet, welche neben leistungsstarken Prozessoren auch komplexe Peripherie an Bord haben. Die Systementwicklung kann oft komplett in einer integrierten Entwicklungsumgebung des Herstellers erfolgen.

Viele Gründe, den Microcontroller durch einen programmierbaren Logikchip zu ersetzen!