Có tồn tại một IC cho phép định tuyến tín hiệu nhanh không?

Có tồn tại các IC có N chân đầu vào và N chân đầu ra, thông qua cài đặt EEPROM hoặc thông qua điều khiển đang hoạt động của vi điều khiển, cho phép một người định tuyến từng đầu vào N đến BẤT K of đầu ra N nào không?

Nói cách khác, chẳng hạn, người ta có thể sử dụng nó để kết nối dòng đến trên Input1 với dòng đi trên Output6 và kết nối Input2 với Output3, và Input3 với Output1, v.v. (bất kể các tín hiệu là SPI hay I2C hoặc các dòng kỹ thuật số tiêu chuẩn, v.v.) ... Và sau đó thay đổi thứ tự.

Nếu nó tồn tại, các IC như vậy được gọi là gì?

Những gì bạn đang tìm kiếm được gọi là "chip thanh ngang". Vì đây là một cách khá kém hiệu quả để sử dụng tài nguyên silicon, nên sự nhấn mạnh ngày nay dường như là sử dụng các chip như vậy để định tuyến tín hiệu LVDS tốc độ rất cao.

Nói chung, một thiết bị kết nối N đầu vào với N đầu ra đồng thời được gọi là chuyển đổi thanh ngang .

Miễn là tất cả các tín hiệu là tín hiệu đơn hướng kỹ thuật số, chẳng hạn như tín hiệu trên một số bus SPI,

• một FPGA có thể được cấu hình để định tuyến động bất kỳ đầu vào N nào đến bất kỳ đầu ra N nào.
• Nếu N đủ nhỏ, bạn cũng có thể thực hiện điều này với một số loại thiết bị logic hoặc bộ ghép kênh lập trình khác.
• Nếu một phần triệu giây hoặc chậm trễ giữa thay đổi đầu vào và thay đổi đầu ra là chấp nhận được, một bộ vi điều khiển hoặc bộ xử lý khác có thể là phương pháp chi phí thấp nhất.

Nếu các tín hiệu hai chiều, chẳng hạn như các tín hiệu trên bus I2C, việc định tuyến như vậy trở nên khó khăn hơn - khi chuyển đổi thanh ngang được yêu cầu kết nối chân A với chân B, nó cần nhận biết bằng cách nào đó và có thể chuyển hướng từ mili giây đến mili giây, cho dù nó cần đọc chân A là đầu vào và chân ổ đĩa B, hoặc đọc B là chân đầu vào và ổ đĩa A. Logic bổ sung cần thiết để làm điều này có thể dễ dàng phù hợp với một đồ họa.

Nếu các tín hiệu là tín hiệu âm thanh tương tự hoặc tín hiệu video tương tự,

• bạn có thể sử dụng IC mux tương tự. Hầu hết trong số họ vốn là hai chiều. Thật dễ dàng để kết nối các chip mux tương tự 4 "4: 1" để cung cấp định tuyến 4 x 4 tùy ý hoàn toàn giữa 4 đầu vào analog và 4 đầu ra analog, với 2 dòng điều khiển kỹ thuật số trên mỗi đầu ra (có lẽ đến từ một số bộ xử lý) để chọn đầu vào nào nó được kết nối với.
• IC chuyển đổi điểm chéo video có sẵn. Ví dụ: "Công tắc chuyển đổi điểm video giá rẻ Maxim MAX4360 8x8" có sẵn với giá khoảng 20 đô la. (Cảm ơn, Axeman).
• Một thay thế phổ biến cho các công tắc thanh ngang tương tự thuần túy là các hệ thống (1) số hóa tất cả các đầu vào tương tự, sau đó (2) chạy các tín hiệu đó thông qua một công tắc thanh ngang kỹ thuật số, sau đó (3) chuyển đổi trở lại tương tự ở đầu ra.

Tất cả các IC có sẵn đều có giới hạn về mức năng lượng mà chúng có thể xử lý và tần số tối đa chúng có thể xử lý. Nếu bạn cần chuyển đổi tín hiệu vượt quá các giới hạn đó (và giả sử rằng bạn không muốn phát triển IC tùy chỉnh của riêng mình), bạn buộc phải sử dụng rơle cơ học.

Trong nhiều năm qua, Lattice S bán dẫn có một vài họ thiết bị có thể cấu hình trong loạt GDX và GDX2 của họ. Từ trang web của họ :

Lattice ispGDX2 - Băng thông 38 Gbps, SERDES 800 Mbps Họ ispGDX2 là công tắc chuyển đổi kỹ thuật số hiệu suất cao trong hệ thống (ISP) thế hệ tiếp theo của Lattice để chuyển đổi xe buýt tốc độ cao và giao tiếp với băng thông lên đến 38Gbps. Họ này kết hợp kiến ​​trúc chuyển mạch linh hoạt với I / O nối tiếp tốc độ cao (khối sysHSI), sysCLOCK PLL và giao diện sysIO để đáp ứng nhu cầu của các hệ thống tốc độ cao hiện nay. Một kiến ​​trúc dựa trên bộ ghép kênh và logic điều khiển chip tạo điều kiện cho việc thực hiện hiệu năng cao của các chức năng chuyển mạch phổ biến. Các thiết bị trong gia đình có thể hoạt động ở điện áp lõi 3,3, 2,5 & 1,8V.

Gia đình GDX2 sau đó đã được công bố EOL với lần mua cuối cùng vào ngày 7 tháng 3 năm 2011 và chuyến hàng cuối cùng vào ngày 31 tháng 12 năm 2014.

Ngày nay, bạn có thể triển khai một chức năng chuyển đổi đầu vào tổng quát sang đầu ra với bất kỳ số lượng các loại GPU giá rẻ khác nhau từ các loại như Altera, Lattice, Xilinx và các loại khác. Các tính năng của FPGA ngoài tính năng định tuyến đơn giản thường được phát bởi vì khi bạn truy cập thẳng vào nó, việc định tuyến có thể lựa chọn của Đầu vào đến Đầu ra hiếm khi chỉ đơn giản như vậy. Thường có nhu cầu đồng bộ hóa đồng hồ, đăng ký, đệm, chuyển đổi cấp độ, tín hiệu hai chiều và tín hiệu điều khiển hoặc kiểm soát chuyên biệt. Tất cả những điều này và nhiều hơn nữa có thể được thực hiện với các GPU.

Những gì bạn thực sự cần là một mảng điểm chéo tương tự không có bộ đệm . Họ có nhiều hương vị (I2C hoặc GPIO kiểm soát) và cấu hình 12x8, 16x8, vv Hãy xem này chủ đề khác mà tôi đã mở ra, kể từ khi tôi không thể tìm thấy một câu trả lời dứt khoát ở đây.