Gibt es einen IC, der das direkte Weiterleiten von Signalen ermöglicht?

Gibt es ICs mit N Eingangs- und N Ausgangspins, die es entweder über die EEPROM-Einstellung oder über die On-the-Fly-Steuerung durch einen Mikrocontroller ermöglichen, jeden der N Eingänge zu einem der N Ausgänge zu leiten?

Mit anderen Worten, man könnte es beispielsweise verwenden, um die eingehende Leitung an Eingang1 mit der ausgehenden Leitung an Ausgang6 zu verbinden und Eingang2 mit Ausgang3 und Eingang3 mit Ausgang1 usw. zu verbinden (unabhängig davon, ob die Signale SPI oder I2C sind , oder digitale Standardleitungen usw.) ... und später die Reihenfolge ändern.

Wenn es existiert, wie heißen solche ICs?

Was Sie suchen, wird als "Crossbar-Chip" bezeichnet. Da dies eine ziemlich ineffiziente Methode zur Verwendung von Siliziumressourcen ist, scheint der Schwerpunkt heutzutage auf der Verwendung solcher Chips zum Weiterleiten von LVDS-Signalen mit sehr hoher Geschwindigkeit zu liegen.

Im Allgemeinen wird ein Gerät, das N Eingänge gleichzeitig mit N Ausgängen verbindet, als Crossbar-Schalter bezeichnet .

Solange alle Signale digitale unidirektionale Signale sind, wie z. B. die Signale auf einigen SPI-Bussen,

• Ein FPGA kann so konfiguriert werden, dass jeder der N Eingänge dynamisch an einen der N Ausgänge weitergeleitet wird.
• Wenn N klein genug ist, können Sie dies möglicherweise auch mit einer anderen Art von programmierbarem Logikgerät oder Multiplexer tun .
• Wenn eine Verzögerung von etwa einer Mikrosekunde zwischen einer Änderung des Eingangs und der Änderung des Ausgangs tolerierbar ist, kann ein Mikrocontroller oder ein anderer Prozessor der kostengünstigste Ansatz sein.

Wenn die Signale bidirektional sind, wie z. B. die Signale auf einem I2C-Bus, wird es schwieriger, ein solches Routing durchzuführen. Wenn der Crossbar-Schalter angewiesen wird, Pin A mit Pin B zu verbinden, muss er die Richtungen von Millisekunden irgendwie erkennen und möglicherweise umschalten in Millisekunden, ob Pin A als Eingangs- und Antriebspin B oder B als Eingangs- und Antriebspin A gelesen werden muss. Die dazu erforderliche zusätzliche Logik kann problemlos auf ein FPGA passen.

Wenn die Signale analoge Audio- oder analoge Videosignale sind,

• Möglicherweise können Sie analoge Mux-ICs verwenden. Die meisten von ihnen sind von Natur aus bidirektional. Es ist ziemlich einfach, 4 "4: 1 analoge Mux-Chips" zu verkabeln, um ein vollständig willkürliches 4 x 4-Routing zwischen 4 analogen Eingängen und 4 analogen Ausgängen zu ermöglichen, wobei 2 digitale Steuerleitungen pro Ausgang (vermutlich von einem Prozessor) zur Auswahl des Eingangs verwendet werden es ist verbunden mit.
• Video-Crosspoint-Switch-ICs sind verfügbar. Zum Beispiel ist der "kostengünstige Video-Crosspoint-Switch Maxim MAX4360 8x8" für etwa 20 US-Dollar erhältlich. (Danke, Axeman).
• Eine beliebte Alternative zu reinen analogen Crossbar-Schaltern sind Systeme, die (1) alle analogen Eingänge digitalisieren, dann (2) diese Signale über einen digitalen Crossbar-Schalter leiten und dann (3) an den Ausgängen wieder in analoge umwandeln.

Alle verfügbaren ICs haben Grenzen hinsichtlich der Leistungsmenge, die sie verarbeiten können, und der maximalen Frequenz, die sie verarbeiten können. Wenn Sie Signale umschalten müssen, die über diesen Grenzen liegen (und davon ausgehen, dass Sie keinen eigenen benutzerdefinierten IC entwickeln möchten), müssen Sie mechanische Relais verwenden.

In den vergangenen Jahren hat Lattice Semiconductor einige Familien konfigurierbarer Geräte in den Serien GDX und GDX2. Von ihrer Website :

Lattice ispGDX2 - 38 Gbit / s Bandbreite, 800 Mbit / s SERDES Die ispGDX2-Familie ist der systeminterne programmierbare digitale Hochleistungs-Crosspoint-Switch der nächsten Generation von Lattice für Hochgeschwindigkeits-Bus-Switching und Schnittstellen mit einer Bandbreite von bis zu 38 Gbit / s. Diese Familie kombiniert eine flexible Switching-Architektur mit fortschrittlichen seriellen Hochgeschwindigkeits-E / A (sysHSI-Blöcken), sysCLOCK-PLLs und sysIO-Schnittstellen, um die Anforderungen heutiger Hochgeschwindigkeitssysteme zu erfüllen. Eine Multiplexer-basierte Architektur und eine On-Chip-Steuerlogik erleichtern die Hochleistungsimplementierung gemeinsamer Schaltfunktionen. Geräte der Familie können mit einer Kernspannung von 3,3, 2,5 und 1,8 V betrieben werden.

Die spätere GDX2-Familie wurde EOL mit einem letzten Kauf am 7. März 2011 und letzten Lieferungen am 31. Dezember 2014 angekündigt.

Heutzutage können Sie eine verallgemeinerte Eingangs- / Ausgangsschaltfunktion mit einer beliebigen Anzahl verschiedener kostengünstiger FPGAs wie Altera, Lattice, Xilinx und anderen implementieren. FPGA-Funktionen, die über die einfache Routing-Funktion hinausgehen, werden häufig verwendet, da das auswählbare Routing von Eingängen zu Ausgängen selten so einfach ist. Es besteht sehr oft die Notwendigkeit einer Taktsynchronisation, Registrierung, Pufferung, Pegelumwandlung, bidirektionaler Signale und spezialisierter Gate- oder Steuersignale. All dies und mehr kann mit FPGAs implementiert werden.

Was Sie tatsächlich benötigen, ist ein ungepuffertes analoges Crosspoint-Array . Sie sind in vielen Varianten (I2C- oder GPIO-gesteuert) und Konfigurationen 12x8, 16x8 usw. erhältlich. Schauen Sie sich dieses andere Thema an, das ich geöffnet habe, da ich hier keine endgültige Antwort finden konnte.