Чи існує ІМС, який дозволяє здійснювати потокову маршрутизацію сигналів?

Чи існують мікросхеми з N вхідними штифтами та N вихідними штифтами, які або через налаштування EEPROM, або за допомогою керування на ходу мікроконтролером, дозволяють перенаправляти кожен з N входів до БУДЬ-кого з N виходів?

Іншими словами, наприклад, можна використовувати його для підключення вхідної лінії входу 1 до вихідної лінії на виході6 та підключення входу2 до виходу3, входу3 до виходу1 тощо (незалежно від того, сигнали є SPI чи I2C або стандартні цифрові лінії тощо) ... І пізніше змінити порядок.

Якщо він існує, як називаються такі ІМС?

Те, що ви шукаєте, називається "перекладиною". Оскільки це досить неефективний спосіб використання ресурсів кремнію, на сьогоднішній день акцент робиться на використанні таких мікросхем для маршрутизації сигналів LVDS дуже високої швидкості.

Загалом, пристрій, який одночасно підключає N входів до N виходів, називається перемикачем .

Поки всі сигнали є цифровими однонаправленими сигналами, такими як сигнали на декількох шинах SPI,

• FPGA може бути налаштована для динамічного маршрутизації будь-якого з N входів до будь-якого з N виходів.
• Якщо N досить малий, ви можете також зробити це за допомогою іншого програмованого логічного пристрою або мультиплексора.
• Якщо мікросекунда або близько того часу затримки між зміною входу та зміною виходу є допустимим, мікроконтролер або інший процесор може бути підходом з найменшими витратами.

Якщо сигнали двосторонні, такі як сигнали на шині I2C, таке маршрутизацію стає складніше - коли перемикачу поперечної лінії повідомляється підключити контакт A до штифта B, він повинен якось розпізнати і, можливо, переключити напрямки з мілісекунди до мілісекунди, чи потрібно їй зчитувати штифт A як вхідний і привідний штифт B, або читати B як вхідний та привідний штифт А. Додаткова логіка, необхідна для цього, може легко вміститися на FPGA.

Якщо сигнали є аналоговими звуковими або аналоговими відеосигналами,

• можливо, ви зможете використовувати аналогові мікрофони MX. Більшість із них по своїй суті двосторонні. Досить легко підключити 4 "4: 1 аналогові мюкс-мікросхеми", щоб дати повну довільну 4 x 4 маршрутизацію між 4 аналоговими входами та 4 аналоговими виходами, з 2 цифровими контрольними лініями на вихід (імовірно, що надходять з якогось процесора), щоб вибрати, який вхід це підключено до.
• ІС-перемикач відеопередач доступні. Наприклад, "Maxim MAX4360 8x8 недорогий перемикач відео на відео" доступний приблизно за $ 20. (Спасибі, Аксман).
• Популярною альтернативою чистим аналоговим перемикачам є системи, які (1) оцифровують усі аналогові входи, потім (2) запускають ці сигнали через цифровий поперечний перемикач, потім (3) перетворюють назад у аналогові на виходах.

Усі доступні ІМС мають обмеження щодо потужності, якою вони можуть керувати, та максимальної частоти, з якою вони можуть працювати. Якщо вам потрібно переключити сигнали, що виходять за ці межі (і якщо припустити, що ви не хочете розробляти власні власні ІМС), ви змушені використовувати механічні реле.

За минулі роки Lattice Semiconductor має пару сімейств настроюваних пристроїв у своїх серіях GDX та GDX2. З їх веб-сайту :

Решітка ispGDX2 - пропускна здатність 38 Гбіт / с, СЕРДІЯ 800 Мбіт / с. Сімейство ispGDX2 - це високоефективний цифровий перемикач перехресних передач нового покоління Lattice для високошвидкісного перемикання шини та взаємодії з пропускною здатністю до 38 Гбіт / с. Це сімейство поєднує в собі гнучку архітектуру комутації з вдосконаленими високошвидкісними послідовними введеннями-виведеннями (блоки sysHSI), PLS-системами sysCLOCK та sysIO для задоволення потреб сучасних високошвидкісних систем. Архітектура на основі мультиплексора та логіка управління мікросхемою сприяють високій продуктивності реалізації загальних функцій комутації. Пристрої в сім’ї можуть працювати при 3,3, 2,5 та 1,8 В напрузі.

Пізніша сім'я GDX2 була оголошена EOL з останньою покупкою 7 березня 2011 року, а останні поставки 31 грудня 2014 року.

У ці дні ви можете реалізувати узагальнену функцію перемикання вводу на вихід з будь-якою кількістю різних FPGA з низькою вартістю, подібними до Altera, Lattice, Xilinx та інших. Особливості FPGA, що виходять за рамки простої функції маршрутизації, часто граються, тому що коли ви потрапляєте прямо до неї, вибір маршрутизації входів до виходів рідко буває таким простим. Дуже часто виникає потреба у синхронізації та реєстрації, реєстрації, буферизації, перетворенні рівня, двонаправлених сигналах та спеціалізованих сигналах решітки або управління. Все це та багато іншого можна реалізувати за допомогою FPGA.

Те, що вам насправді потрібно, - це нерозподілений аналоговий масив перехресних точок . Вони пропонуються у багатьох варіантах (керовані I2C або GPIO) та конфігураціях 12x8, 16x8 тощо. Погляньте на цю іншу тему, яку я відкрив, оскільки тут не знайшов остаточної відповіді.