Zpozdovaci linka jako generator/upravovac obecneho binarniho signalu [Re: kviz na piatok]

[Marek Peca]

Diky za zajem. Zkusim popsat par slovy sve reseni.

On Fri, 13 Dec 2013, balu at home wrote:
>
> na slide 11 je to nacrtnute
>
> http://indico.cern.ch/getFile.py/access?contribId=1&resId=1&materialId=slides&confId=254244
>
> este je tam jedno nove vylepsenie, ktore by to malo urobit uz uplne 
> bombenfest, ale to nie je zatial publikovane.
> Tiez sa tam spomina asynchronna logika a autoclocking, som zvedavy nakolko je 
> to riesenie podobne tomu vasmu :-)

Hrome, je to zajimave!!! Zda se, ze cilem hry je zhruba nebo uplne totez.
Nicmene -- reseni alespon na prvni pohled vypada odlisne -- a zatim, je to 
jen prvni odhad, bych rekl, ze se to i co do miry pouzitelnosti muze 
lisit. Ale nevim, podivam se na to nekdy v klidu, snad jeste letos.

* Prvni odhad: mam dojem, ze to CERNske reseni je nebezpecnejsi ;-)
...a nepochopil jsem, zda "Remaining pulse in the delay Line
always impossible to predict" je vec, ktera je tam vyresena a eliminovana, 
nebo tam hrozi potencialne to trochu rozhodit. (U me vyresena je.)


Nuze, nyni k podstate obvodu, spise z hlediska uzivatelskeho.

Vstupem je obecny 0/1 binarni signal, musi splnovat podminku nejkratsi 
dovolene vzdalenosti mezi hranami t_min. Vystupem ma byt tyz signal, ktery 
je ovsem podel casove osy nakrajen a pote slepen, ovsem tak, ze jednotlive 
nakrajene useky mohou byt v case zpozdeny 0..t_max.

Konkretnejsi pouziti muze byt, ze vstupni signal je 1:1 signal 
referencnich hodin, treba 100MHz, a vystupem je signal jine, presne dane 
frekvence a faze, treba 12.3456789MHz.

Muze to generovat ruzne "analogove" i digitalni modulace na zadane nosne, 
napr. FM, PM, FSK, n-PSK, GMSK,... s pouzitim PWM principu (dle Dilipa 
Sarwateho s prirozenym prepinanim hran nejlepe) potom i QAM, AM,...

Popis je v prispevku 
http://rtime.felk.cvut.cz/~pecam1/eftf/mpeca_eftf_pdc_wform.pdf
Pripomenu nedavne mereni, ktere jeste nebylo (mimo prestizni konferenci 
HW-list) publikovano, priloha z minuleho mailu:
http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20131213/8e82e066/attachment.pdf

Popis principu: do znacne miry je tu podobnost s CERNskym resenim, viz 
vyse. Jak rikam, nejsem si zatim jist mirou podobnosti. Co je shodne:
take pouzivame 2 zpozdovaci linky a vzdy rekonfigurujeme tu jinou, nez z 
ktere leze aktualni usek signalu.

Odlisny se mi zatim zda byt ten flipflopovaci mechanismus. Prozkoumam.

I kdyby bylo reseni shodne, nasi zatim existujici vyhodou oproti ECL 
reseni je to, ze -- pokud mi neunikl nejaky zajimavy obvod -- komercne 
dostupne obvody maji krok tusim 10ps. V nasi publikovane verzi mame 
namereny krok sice ~4ps, ale metoda, kterou linku sestavujeme, dovoli 
snadno slezt k cca 0.1ps, brzy to v realne aplikaci vyzkousim, pak dam 
vedet. Dale, je to v jednom brouku Actel. Zabira to nepatrnou cast plochy.

K cemu muze byt takovy obvod dobry:

- nahrada DDS pro aplikace, kde staci (je zadan) 0/1 vystup; je to dost 
sirokopasmove (0..desitky MHz, v pomalem Actelu), nepotrebuje to filtry a 
komparator sinusovky, bez DACu;

- nahrada PLL ci DLL do uloh, kde je pomala vzorkovacka ref. mereni a 
nechci, aby mi porad litala faze sem a tam v pile, viz chovani ruznych 
GPSDO;

- pri pouziti alternativnich topologii (viz prispevek) lze dokonce 
generovat i vyssi frekvenci z nizsich hodin (napr. 10MHz --> 100MHz), ale 
jde to blbe, v FPGA je to realizovatelne jen za cenu nesmirneho mnozstvi 
sezranych dlazdicek a i tak blbe; nicmene mohlo by byt zajimave v ASICu 
(neposoudim);

- bez vymozenosti vyse muze slouzit jako nahrada MC100EP195 s jemnejsim
krokem :-);

- mikrokrokovani faze, napr. nahrada krabicky typu Spectratime 
FemtoStepper jednim broukem;

- modulatory, viz vyse.

Nevyhody: nutnost kalibrace -- pri zapojeni redundance mozno i prubezne 
rekalibrovat vuci driftu parametru (starnuti) i za chodu. Zatim 
nezkouseno.

Vzhledem k nasi Freudovske fixaci na ProASIC3 uvazujeme i o pokusu udelat 
radiacne odolnou verzi logiky ;-)


O grafu fazoveho sumu mi dnes clovek, ktery se mj. podilel na palubnich 
hodinkach v Galileu a drive na radiovem brouku co je v iPhonech, napsal, 
ze je to tedy horsi nez reseni s OCXO, ale ze v aplikaci, kde nevadi 
digitalni brouk, by mohlo toto reseni byt vyhodne.


Diky za ukazku konkurencniho reseni z CERNu. Jeste se zamyslim nad 
pripadnymi rozdily. Jeste se zeptam, kdybych mel nahodou cestu kolem .ch, 
slo by pokecat s autory vaseho reseni? Pripadne, meli by zajem vyzkouset 
nasi desku?


Zdravi Mp