40 शिफ्ट रजिस्टर का पीछा करते समय क्या समस्याएं हो सकती हैं?


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मैं 40 x 74HC595 को एक साथ चलाने की योजना बना रहा हूं शिफ्ट रजिस्टर को । 74HC595s की पूरी श्रृंखला एक 5 वी माइक्रोकंट्रोलर, जो उत्पन्न होगा द्वारा नियंत्रित किया जाएगा SDI, CLOCKऔर LATCHसंकेत है।

प्रत्येक बदलाव रजिस्टर और माइक्रोकंट्रोलर का अपना पीसीबी होगा, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है:

आरेख

यांत्रिक अड़चनों के कारण, प्रत्येक पारी रजिस्टर के बीच की दूरी लगभग 30 सेमी (12 इंच) होगी, इसलिए नियंत्रण संकेत aprox की दूरी के साथ यात्रा करेंगे। 12 मीटर (40 फीट)। इसके अलावा, पूरे सिस्टम को बहुत शोर वातावरण (फ्लोरोसेंट रोशनी, मुख्य तारों आदि) के पास रखा जाएगा।

मेरी चिंता यह है कि नियंत्रण संकेत बहुत शोर करेंगे और शिफ्ट रजिस्टर गलत चीजों का उत्पादन कर सकते हैं। मैं सोच रहा था:

  • नियंत्रण संकेतों को बफर करने के लिए, प्रत्येक बोर्ड पर एक बफर आईसी का उपयोग करना। तुम किसकी सिफारिश करना चाहोगे?
  • संकेतों के लिए बोर्डों के बीच परिरक्षित केबलों का उपयोग करना
  • कम CLOCKतक संभव हो, आवृत्ति। मुझे केवल रजिस्टरों की सामग्री को दिन में कुछ बार अपडेट करने की आवश्यकता है।

क्या उपरोक्त उपाय करना अच्छी बात है? सिग्नल तारों में (संभावित) शोर को न्यूनतम रखने के लिए मैं और क्या कर सकता हूं?


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यह 40 शिफ्ट रजिस्टरों के स्थान पर सीपीएलडी के लिए एक शानदार उम्मीदवार की तरह लगता है।
जोएल बी

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@JoelB यह CPLD के लिए एक अच्छे फिट की तरह लग सकता है, लेकिन इसका मतलब होगा कि मुख्य बोर्ड (CPLD) से सभी जगह 320 (= 40 * 8) सिग्नल होंगे। मेरे मामले में, उस वातावरण में, इसे स्थापित करना बहुत कठिन होगा; और इसे बनाए रखना बहुत कठिन होगा। इसके अलावा, संकेत, हालांकि कम, वे अभी भी शोर के अधीन होंगे।
एम। क्लिन

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@Joel - Digikey 320 I / Os के साथ केवल कुछ CPLDs सूचीबद्ध करता है, और वे सभी BGAs हैं। वे 40 '595 से भी अधिक महंगे हैं, और जैसे m.Alin कहते हैं कि आपके पास वितरित संकेतों का लाभ नहीं है। तार्किक दृष्टिकोण से यह CPLD के लिए एक व्यावहारिक कम से एक सही काम है।
स्टीवनव सिप

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@ m.Alin - आप पूरी तरह से सही हैं। मैंने अभी 40 शिफ्ट रजिस्टर पढ़े और CPLD में टाइप किया। प्रश्न को पूरी तरह से पढ़ने के बाद, आप कैसे कर रहे हैं यह समझ में आता है।
जोएल बी

जवाबों:


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प्रत्येक बोर्ड के इनपुट पर शमिट-ट्रिगर बफ़र्स का उपयोग करें । वे संकेतों को साफ करेंगे ताकि कोई भी शोर घड़ी पर झूठी दाल न दे, उदाहरण के लिए। 74LVC3G17 एक ट्रिपल गैर inverting बफर है।

इसके अलावा, बफ़र किए गए संकेतों को अगले बोर्ड में पास करें। अन्यथा सभी इनपुट समानांतर होंगे और आप ड्राइविंग माइक्रोकंट्रोलर के प्रशंसक से अधिक हो सकते हैं (मैं विशेष रूप से कुल कैपेसिटिव लोड के बारे में सोच रहा हूं)। घड़ी और कुंडी संकेतों की डेज़ी श्रृंखला पूरे श्रृंखला में एक देरी की देरी देगी, लेकिन डेटा ऐसा भी करेगा, और आप वैसे भी कम गति के लिए जाने की योजना बनाते हैं।


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@ m.Alin - हाँ, एक धक्का-पुल चरण ठीक होगा। लेकिन मैं केवल ड्राइव क्षमता के लिए नहीं, बल्कि विशेष रूप से श्मिट-ट्रिगर के हिस्टैरिसीस के लिए बफ़र्स की जोरदार सिफारिश करूंगा, जो दहलीज के चारों ओर शोर के कारण झूठी घड़ी की दाल से बचेंगे।
स्टीवनव सिप

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@ साद - आपका मतलब है कि बफर केबल को सिग्नल ड्राइव करता है? अच्छी बात यह है कि यह एक कम गति प्रदान करेगा जो शोर को कम करता है। लेकिन अगर रिसीवर की ओर से शोर होगा तो आप भेजने वाले पक्ष के बारे में कुछ नहीं कर सकते। तो यह रिसीवर है जिसे एक अच्छी शोर प्रतिरक्षा की आवश्यकता है, जो श्मिट-ट्रिगर प्रदान करता है।
स्टीवनव सिप

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@ साद - हां, लेकिन इस मामले में यह ओवरकिल लगता है: तार केवल 30 सेमी लंबे होते हैं, और आपके पास प्रत्येक बोर्ड पर पहले से ही एक पुनरावर्तक / बफर है।
स्टीवनव सिप

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@stevenvh हां, मैं आम तौर पर बात कर रहा था। आपकी पोस्ट में जानकारी का खजाना है और मैं लगभग हमेशा कुछ नया सीखता हूं! इस मामले में, मेरे पास कंट्रोलर बोर्ड पर बफर हैं जो एक केबल से जुड़ते हैं जो एक 'बेटी बोर्ड' से जुड़ता है। मुझे बहुत शोर की उम्मीद नहीं है, इसलिए मैं अपनी व्यवस्था के साथ रह सकता हूं। मेरे पास केवल बफ़र्स हैं ताकि मेरा स्रोत 8 उपकरणों (8pF इनपुट कैपेसिटेंस + ट्रेस और केबल कैपेसिटी के साथ) को समाप्त न करे।
साद

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@ साद - फूलों के लिए धन्यवाद! :-) केबल की कैपेसिटी पर नज़र रखें, खासकर अगर यह मीटर या उससे अधिक लंबा हो। नियम-से-अंगूठे: 100 pF / m, यह इनपुट कैपेसिटी से बहुत अधिक है।
स्टीवनव सिप

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समस्या यह हो सकती है कि अगले SR घड़ियों से पहले कुछ SR घड़ियों, ताकि अगला SR गलत डेटा में दिखाई देगा। इसके लिए (मानक?) समाधान अंतिम SR पर शुरू होने वाली घड़ी को तार करना है।

मैं सभी 3 सिग्नल लाइनों के लिए प्रत्येक बोर्ड पर एक (schmit-ट्रिगर?) बफर जोड़ने पर विचार करूंगा।

(संपादित करें) घड़ी की आवृत्ति कम करने से कोई मदद नहीं मिलेगी (जब तक कि इसे शुरू करने के लिए बहुत अधिक नहीं था)। घड़ी के किनारों पर आपको होने वाली समस्याएं, जो आपके पास वैसे भी होंगी, चाहे आप अपनी घड़ी की आवृत्ति को कितना भी कम चुनें।


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सबसे बड़ा मुद्दा जब शिफ्टिंग रजिस्टरों को सुनिश्चित करना है कि प्रत्येक बोर्ड द्वारा उपयोग की जाने वाली घड़ी के बीच का समय संबंध डेटा प्राप्त करने के लिए उपयोग करता है और पिछले बोर्ड से डेटा में परिवर्तन अनुमानित है। तथ्य यह है कि घड़ी के रूप में एक ही किनारे पर 74HC595 के उत्पादन में परिवर्तन होता है, इस संबंध में थोड़ा कष्टप्रद है। मेरा सुझाव है कि क्लॉक सिग्नल को बफ़र किया जाना चाहिए क्योंकि यह प्रत्येक बोर्ड के माध्यम से जाता है और एक बोर्ड के 74HC595 से आने वाले डेटा सिग्नल को एक बफर के माध्यम से रखा जाना चाहिए जो घड़ी के बफर की तुलना में थोड़ी देर तक देरी करेगा।

वैकल्पिक रूप से, आप शिफ्ट रजिस्टर का उपयोग कर सकते हैं 74HC4094 की जिसमें गिरते हुए घड़ी के किनारे पर इसका डेटा आउटपुट परिवर्तन है, या आप बोर्ड और अगले बोर्ड पर पिछले 74HC595 के आउटपुट के बीच एक फ्लिप फ्लॉप जोड़ सकते हैं, और फ्लिप फ्लॉप है 74HC595 ड्राइव (शायद दो इनवर्टर के माध्यम से घड़ी इसे बफर करने के लिए और फ्लिप फ्लॉप को उल्टे घड़ी संकेत फ़ीड) के माध्यम से घड़ी के गिरने के किनारे पर अपने उत्पादन को कुंडी।

यदि आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे 74HC595 आउटपुट की संख्या आपके चिप्स द्वारा आपूर्ति की गई संख्या से कम (या अधिक) है (जैसे दो 74HC595 वाले बोर्ड पर आपको वास्तव में केवल 15 आउटपुट की आवश्यकता है) तो आप एक बोर्ड पर अंतिम 74HC595 फ़ीड कर सकते हैं एक घड़ी दूसरों से उलटी है, लेकिन इससे आपको हर बार एक 74HC595 आउटपुट का उपयोग करना पड़ेगा, जबकि सिग्नल एक गैर-उल्टे घड़ी 74HC595 और एक उल्टे-घड़ी 74HC595 के बीच गुजरता है।

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