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Ein bis über 100 MHz direkt zählender Frequenzzähler basierend auf CPLDs

1. Vorbemerkungen

Dies ist eines meiner ersten Projekte, das ich im Web publiziert habe. Ursprünglich war es nur eine Sammlung von einer Hand voll Bildern mit ein paar dürtfigen Kommentaren dazu. Meine Ansprüche an meine eigene Web-Präsenz sind zwischenzeitlich gestiegen, so daß ich dieses Projekt ein wenig überarbeitet habe.

2. Motivation

CPLDs sind Logikbausteine, deren Funktion sich konfigurieren läßt. Das versetzt sogar den engagierten Bastler und Amateur in die Lage, in gewissem Sinn seinen eigenen Chip zu bauen. Seit vielen Jahren sind ja schon die PALs und GALs auch im Amateurbereich bekannt. Vor einigen Jahren kamen CPLDs hinzu [1]. Nach einiger Recherche fiel die Wahl auf die Bausteine XC9536XL und XC9572XL der XC9500XL-Familie [2] von Xilinx, die sich vor allem dadurch auszeichneten, daß sie auch für Privatpersonen im einschlägigen Fachhandel erhältllich waren und daß sie sich, obwohl SMD, noch einigermaßen gut löten lassen. Außerdem konnte man von Xilinx die benötigte Entwicklungsumgebung (ISE WebPACK [3]) kostenlos herunterladen, um die eigene Logik in der Sprache VHDL [4] zu entwickeln. Auch konnte die Komplexität der Implementierung deutlich höher sein, als etwa beim GAL16V8 oder GAL20V10 [5]. Noch schöner wäre es gewesen, wenn mir der XC95144XL oder gar der XC95288XL zur Verfügung gestanden hätte; aber aufgrund der sehr kleinen SMD-Bauform (TQ144-Gehäuse oder noch schlimmer) konnte ich die beiden Typen leider nicht verwenden. Das Thema 'Löten von SMD-Bauteilen' wird im übrigen im Projekt SMD-Lötofen weiter behandelt.

Nach diesen Vorüberlegungen entstand nun der Wunsch zunächst ein Experimentierboard für die CPLDs zu entwickeln und dann als mögliche Anwendung einen Frequenzzähler. Das scheint, so weit ich das beobachten konnte, das klassische Einstiegsbeispiel zu sein, wenn man sich dem Thema CPLDs und VHDL annähern will.

CPLD-Prototypboard - Bestückungsseite