XMEGA: Zeitproblem mit zwei parallel sehr schnell laufenden Timern

[erik_wolfram]

Hallo,

ich versuche grade eine Messung aufzubauen, bekomme jedoch Probleme bezüglich der Timer.
Für die Messung verwende ich ein Atmel XPLAINED Board mit einem XMEGA128A1. Der Prozessor läuft für diese Aufgabe mit dem internen 32 MHz-Takt.
Der XMEGA soll zeitlich getaktet ein Signal mit Hilfe des DACs generieren und parallel ein AD-Wandler mit einer 16-Bit Parallelschnittstelle auslesen. Das Signal soll mit ca. 40 Samples bei 10 kHz ausgegeben werden - damit ergibt sich ein Takt von 2,5 µs für den ersten Timer. Der AD-Wandler soll parallel 800 kSamples aufnehmen, welche alle 1,25 µs mit Hilfe des DMAs ausgelesen werden sollen.
Beides bekomme ich einzeln zum laufen - die Zeiten liegen dann in dem gewünschten Bereich. Für Versuchszwecke gebe ich das Signal als Sinus mit dem DAC aus und anstatt den AD-Wandler auszulesen gebe ich Flanken an einem Port aus (Der AD-Wandler ist Hardwareseitig noch nicht vorhanden) und lasse mir diese auf einem Oszilloskop anzeigen.
Aktiviere ich aber beide Timer, so kommt es mindestens bei einem Timer zu erheblichen Verzögerungen oder der Timer arbeitet deutlich schneller als eingestellt oder gar unregelmäßig.

Ich verwende die 16 Bit Timer TCC0 und TCC1. Für Versuche habe ich das Interrupt leer gelassen und erhalte schon im Simulator (Atmel Studio 6.1) abweichende Zeiten. Auch bei der Ausgabe und dem Einlesen der Spannungen mit dem Oszilloskop sieht es nicht anders aus.
Auch das Spielen mit den Interrupt-Levels der Timer hat mir nicht weiter geholfen. Weiterhin ist mir aufgefallen, dass die Optimierungs-Einstellung im Atmel Studio ebenfalls negativen Einfluss auf die Zeiten hat.
Leider finde ich keinen Ansatzpunkt wo ich nun mit der Fehlersuche weiter vorgehen soll.
Ich hoffe es findet sich wer, der mir einen guten Hinweis geben kann. Ich bin mir bewusst, dass ich bezüglich der Anforderungen an die Schnelligkeit mit dem XMEGA an die Grenzen stoße, bin aber optimistisch, dass ich die Aufgabe mit den funktionierenden Timern lösen kann.

Mein Problem besteht grundsätzlich daraus, zwei 16-Bit Timer so einzustellen, dass diese im µs-Bereich exakt arbeiten ohne sich gegenseitig zu stören.

Gruß Erik

[Che Guevara]

Hi,

du willst also 2 Timer verwenden, um mit dem einen alle 2.5us und mit dem anderen alle 1.25us einen Interrupt zu generieren. Richtig?
Wenn wir mal von 1.25us bei 32MHz ausgehen, wäre da ein Interrupt alle 40 Takte. Mit Register sichern und tralala, kommt man da ggf schon über diese 40 Takte. Dann kommt irgendwann auch noch der 2. Timer, dessen Interrupt schon lange pendet und sofort in die ISR springt.
Was hast du den vor? Evtl. gäbe es ja einfachere Wege, um deine Aufgabe zu verwirklichen, so wird das denke ich mal nichts.
Evtl. könntest du die 2 Timer ja auch durch 1 ersetzen, der alle 1.25us triggert und bei jedem 2. mal hast du dann auch deine 2.5us.

Gruß
Chris

[Peter(TOO)]

Hallo Erik,

Mit Interrupts wird das so nichts werden!
Es dauert jedesmal etwas Zeit, biss der laufende Prozess unterbrochen, gesichert und die Interrupt-Routine aufgerufen ist.
Die Verzögerungszeit hängt dabei schon mal vom gerade laufenden Befehl ab, von gesperrten IRQs reden wir mal gar nicht!
Das Problem liegt nicht bei den Timern, sondern in der Software, welche nur endlich schnell ist.

Die einzige Möglichkeit sehe ich darin, dass du das über die DMA machst.

Du baust dir z.B. die Sinustabelle auf.
Dann überträgst du diese Tabelle per DMA zum DAC
Die DMA triggerst du mit dem einen Timer.

Umgekehrt geht's beim ADC.
Hier konfigurierst du alles so, dass die DMA die Messwerte in einer Tabelle, evtl. Ringbuffer. ablegt.
Hier musst du aber sicherstellen, dass die CPU die Daten auch schnell genug verarbeiten kann.

Die DMA "stielt" dir dann nur die paar Takte, welche für das Lesen und Schreiben auf dem Bus nötig sind.

MfG Peter(TOO)

[Besserwessi]

2 so schnelle Aufgaben per Interrupt geht nicht, dafür die die Verzögerungen zu lange. Mit DMA (wenigstens für einen der Aufgaben) gibt es beim Xmega eine elegante Lösung. Möglich wäre sonst noch ein starrer ASM Code der Zyklengenau ausgeklügelt ist - ist aber etwas aufwendig.

[PICture]

Hallo!

@ erik_wolfram

Damit zwei Timer völlig unabhängig voneinander arbeiten könnten, würde ich dafür zwei µC nehmen, was am einfachsten ist. Sonst müsste man nur mit Flagsetzen für Hauptprogramm, also mit gesperrten Unterbrechungen arbeiten (als ASMan habe ich k.A. über "Cäh").

[Crazy Harry]

Ich bin kein C-Programmierer und kann dir auch nichts zu deiner Frage sagen, aber wenn du mehr Power brauchst, warum taktest du den XMega nicht mit 64MHz ?

[Wsk8]

32MHz = 31,25 ns / Takt
1,25 µs = ~40 Takte

Selbst wenn du nur den 1,25 µs Timer laufen lässt, ist das fast nicht möglich. (Bei 40 Takten für eine ISR darfst du im Prinzip gar nichts berechnen um noch mitzukommen)

mfg