Hallo zusammen! Eine Frage an die Experten und alle mit guten Ideen: Ich moechte folgendes in einem FPGA realisieren, brauche erst aber noch ein paar Ideen und Anregungen um ein Konzept zu erstellen bevor ich anfange etwas in VHDL zu schreiben: Ich habe einen ADC an einem FPGA der mit 100MSPS/14bit sampled und zwar immer 1000 Punkte nacheinander, extern getriggert mit 50Hz. In diesen waveforms befinden sich 5us lange Rechteckpulse, die sich langsam, aber nicht schnell veraendern duerfen, sonst soll eine Fehlermeldung ausgegeben werden. Trigger, Datennahme und Darstellung auf einem PC funktionieren schon, fuer den Rest brauche ich erstmal ein gutes Konzept. Generell soll jede neue waveform mit der vorherigen verglichen werden und falls diese irgendwo um mehr als einen bestimmten Wert abweicht, ein Signal am FPGA ausgeben (daher eine Art pass/fail test). Otpimal waere sogar ein punktweiser Durchschnitt ueber eine anpassbare Anzahl von waveforms. Den Vergleich der aktuellen waveform mit dem Durchschnitt der vorherigen wuerde ich ueber punktweise subtraktion und anschliessendes aufsummieren des Ergebnisses machen, darauf dann ein einstellbarer threshold. Das Problem da ist nur der Zeitjitter zwischen den einzelnen Pulsen und dem Triggersignal, das koennen schonmal ein oder zwei samples sein so dass bei der Subtraktion dort Spitzen entstehen. Zu der Durchschnittsbildung ist mir ausser zwei alternierenden Speichern aus denen dann die Differenz gebildet wird nichts eingefallen, daher meine Frage an euch: Wie wuerdet ihr sowas angehen? Vielen Dank und schoenes Wochenende, Jan
Ich verstehe das Problem nicht.... Lies mal deine Beschreibung so durch, als ob du dein Problem nicht kennen würdest. Verstehst du das, was du geschrieben hast? 100MS/s und eine Speichertiefe von 1000 ergeben gerade mal 10us. In diesen 10us kann also bestenfalls 1 solcher 5us Impuls sein. Und warum wartest du dann anschließend 20ms (2000 mal so lang) und hoffst, dann gerade mal wieder so einen Impuls erwischst... Seltsam. Läuft das Signal nicht durch? Macht es dir gar nichts aus, solange "blind" zu sein? Kurz: was ist das für ein Signal? Und vor allem: wenn das ein Rechtecksignal ist, warum brauchst du einen ADC?
Hallo Lothar, entschuldige meine etwas verworrene Formulierung, ich versuche es nochmal was allgemeiner: Die Aufgabe ist es, ein Signal auf ploetzliche Aenderungen zu ueberwachen. Dieses Signal ist ein Rechteckpuls von 5us laenge der alle 20ms wiederholt wird. Dieser Rechteckpuls darf langsam in der Amplitude driften, aendert diese sich aber von einem Puls zum naechsten, soll es eine Fehlermeldung geben. Dahinter steckt eine gepulste Hochspannungsanwendung, erzeugt werden Hochspannungsimpulse die der Anwender langsam in Amplitude und Pulslaenge veraendern darf, gibt es aber einen Ueberschlag, d.h. Teile des Pulses sind abgeschnitten, soll der Generator abgeschaltet werden. Ein Triggerimpuls der den Generator started ist vorhanden, diesen benutze ich auch um die Digitalisierung des Pulses zu starten. Ich hoffe das war etwas verstaendlicher :-) Viele Gruesse, Jan
Ich habs jetzt so verstanden .. Du samplest alle 20ms ein Zeitfenster von 10µs. Innerhalb diese Zeitfensters befindet sich ein 5µs Impuls. Jetzt willst du die Amplitudendifferenz zweier aufeinanderfolgenden Impusle wissen. Also suchst du in deinen Samples die Anstiegsflanke und bildest den Mittelwert bis zu Abstiegsflanke. Da würde auch ein 1k Fifo hinter dem ADC und ein MC reichen.
Ja, so sieht das Problem aus, aber mit einer reinen Durchschnitsbildung ist es nicht getan, es ist naemlich durchaus moeglich dass sich der Rechteckpuls so verformt, dass das Integral immer noch dem des vorherigen Pulses entspricht. Trotzdem waere es ein Fehlerfall in dem abgeschaltet werden muesste. Ich denke man muss punktweise die Pulse vergleichen. Leider gibt es keine Vorgabewerte wie Pulslaenge und Amplitude aus denen ich einen Vergleichswert berechnen koennte bzw. diese sind nicht ohne erhebliche Aenderungen am bestehenden System zu bekommen.
Wenn jeder puls eine völlig andere Kurvenform hat und du keine Vorgabe hast, wie er wirklich aussehen soll, musst du im FPGA einfach einen Glaskugel Algo implementieren ;) Berechne über eine bestimte Zeit eine mittlaufende mittlere Kurve. Eventuell mit höherer Wichtung der zeitnahen Samples. (n-1 x0,7; n-2 x 0,5 usw) Aus dieser Kurve, wiederum ein Toleranzband für dein nächstes Sample. Zusätzlich als Failsafe eine festes Toleranzband aus dem dein Sample auch bei Langzeitänderungen nicht herausfallen darf. ...
Prinzipbedingt tritt der Fehlerfall sehr selten auf, im Schnitt jede Stunde bei 50Hz Repetitionsrate. Der Anwender kann in dieser Zeit die Amplitude und Pulslaenge stufenlos verstellen, allerdings nur um einen bestimmten Betrag pro Zeit zwischen zwei Pulsen, sprich wie weit er das Poti in 20ms drehen kann... Die Frage ist nun, wie vergleiche ich am geschicktesten zwei Pulse im FPGA, abwechselnd in ein FIFO kopieren und dann punktweise subtrahieren und danach aufsummieren?
Hans-georg Lehnard schrieb: > Berechne über eine bestimte Zeit eine mittlaufende mittlere Kurve. > Eventuell mit höherer Wichtung der zeitnahen Samples. > (n-1 x0,7; n-2 x 0,5 usw) > Aus dieser Kurve, wiederum ein Toleranzband für dein nächstes Sample. > Zusätzlich als Failsafe eine festes Toleranzband aus dem dein Sample > auch bei Langzeitänderungen nicht herausfallen darf. Exakt das ist es was ich suche, nur wie programmiere ich das am besten?
Bevor du anfängst zu Programmieren mach dir erst einmal klar wieviel Speicher du brauchst. Dein Impuls ist 500 samples lang und hat 14 Bit. Du brauchst Speicher für die Festwertkurve, für den laufenden Mittelwert, und wenn du über 100ms mitteln willst noch ein Ringbuffer für 5 Kurven. Die Toleranzbänder kannst du durch Addition von Konstanten auf jedes Sample bestimmen. Also 7 x 500 x 14 Bit Speicher wenn du ein Fpga verwenden willst. oder 7 x 500 x 2 Byte (16 Bit) bei einem MC. Jetzt fragst deinen Chef, wieviel Geld er ausgeben will und wie lange du Zeit hast .. Dein FPGA programmierst in VHDL und den MC in C ;)
JanK schrieb: > Exakt das ist es was ich suche, nur wie programmiere ich das am besten? Das ist ein gleitender Mittelwert: du hast z.B. die Summe von 16 Werten in einem Puffer. Zum Eintragen eines neuen Wertes ziehst du davon 1/16 ab, und addierst dann den neuen Wert dazu. Diese 16 Elemente kommen nicht von ungefähr: es sollte eine Zweierpotenz sein, denn dann ist die nötige Division vor der Subtraktion nur ein Ignorieren niederwertiger Bits... Ich habe das hier mal in C aufgeschrieben: http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/21-Filter Ind VHDL ist das genausolang... ;-) Hans-georg Lehnard schrieb: > Bevor du anfängst zu Programmieren mach dir erst einmal klar wieviel > Speicher du brauchst. Man speichert ja nicht die Rohdaten, sondern das, worauf es (offenbar) ankommt: die Pulsdauer. Und das ist nur eine Zahl mit max. 16 Bit...
Hallo Lothar, er will ja die ganze Kurvenform vergleichen, so wie ich es verstanden habe.
@Hans-Georg: Also Hardware ist vorhanden, ein XC5VLX110T board mit ADCs und 128MB RAM, sollte also reichen :-) Vom Prinzip her hast Du genau erklaert was ich haben moechte, jetzt versuche ich ich erstmal an einem Blockdiagramm um zu sehen wie ich das in Module einteilen kann. @Lothar: Vielen Dank fuer Deine Idee, aber die Pulslaenge alleine reicht nicht, es ist eher sowas wie ein Maskentest nur dass die Maske als Toleranzband um den Mittelwert der vorherigen Pulse staendig neu berechnet wird.
Ich würde den Algorithmus erstmal testen. Dazu braucht man ein paar gute Testsignale (mit und ihne Fehlerfall). Am Besten wäre ein parametrierbares Modell, mit dem Du alle Testsignale nach belieben erzeugen kannst. Als Algorithmus würde ich mal ein Blick auf die Kreuzkorrelationsfunktion (KKF) werfen. Duke
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.