Existe-t-il un circuit intégré qui permet le routage à la volée des signaux?

Existe-t-il des circuits intégrés avec N broches d'entrée et N broches de sortie qui, soit via le réglage EEPROM, soit via une commande à la volée par un microcontrôleur, permettent de router chacune des N entrées vers TOUTES les N sorties?

En d'autres termes, par exemple, on pourrait l'utiliser pour connecter la ligne entrante sur Input1 à la ligne sortante sur Output6, et connecter Input2 à Output3, et Input3 à Output1, et ainsi de suite (indépendamment du fait que les signaux soient SPI ou I2C , ou des lignes numériques standard, etc) ... Et plus tard changer l'ordre.

S'il existe, comment s'appellent de tels CI?

Ce que vous recherchez s'appelle une «puce crossbar». Comme il s'agit d'une façon assez inefficace d'utiliser les ressources en silicium, l'accent semble être mis de nos jours sur l'utilisation de ces puces pour acheminer des signaux LVDS à très haute vitesse.

En général, un appareil qui connecte simultanément N entrées à N sorties est appelé commutateur crossbar .

Tant que tous les signaux sont des signaux numériques unidirectionnels, tels que les signaux de quelques bus SPI,

• un FPGA peut être configuré pour router dynamiquement n'importe laquelle des N entrées vers n'importe laquelle des N sorties.
• Si N est suffisamment petit, vous pouvez également le faire avec un autre type de dispositif logique programmable ou de multiplexeur.
• Si une microseconde ou plus de retard entre un changement d'entrée et le changement de sortie est tolérable, un microcontrôleur ou un autre processeur peut être l'approche la moins coûteuse.

Si les signaux sont bidirectionnels, tels que les signaux sur un bus I2C, il devient plus difficile de faire un tel routage - lorsque le commutateur crossbar est invité à connecter la broche A à la broche B, il doit en quelque sorte reconnaître et éventuellement changer de direction à partir de la milliseconde. à la milliseconde, qu'il ait besoin de lire la broche A comme entrée et broche de lecteur B, ou de lire B comme entrée et broche de lecteur A. La logique supplémentaire requise pour ce faire peut s'adapter facilement sur un FPGA.

Si les signaux sont des signaux audio analogiques ou vidéo analogiques,

• vous pourrez peut-être utiliser des circuits intégrés multiplex analogiques. La plupart d'entre eux sont intrinsèquement bidirectionnels. Il est assez facile de câbler 4 "puces multiplexeurs analogiques 4: 1" pour obtenir un routage arbitraire complet de 4 x 4 entre 4 entrées analogiques et 4 sorties analogiques, avec 2 lignes de contrôle numériques par sortie (provenant probablement d'un processeur) pour sélectionner l'entrée il est connecté.
• Des circuits intégrés de commutateurs vidéo à point de croisement sont disponibles. Par exemple, le «commutateur de point de croisement vidéo 8x8 Maxim MAX4360 à faible coût» est disponible pour environ 20 $. (Merci, Axeman).
• Une alternative populaire aux commutateurs crossbar analogiques purs est les systèmes qui (1) numérisent toutes les entrées analogiques, puis (2) exécutent ces signaux via un commutateur crossbar numérique, puis (3) reconvertissent en analogique aux sorties.

Tous les circuits intégrés disponibles ont des limites quant à la quantité d'énergie qu'ils peuvent gérer et à la fréquence maximale qu'ils peuvent gérer. Si vous avez besoin de commuter des signaux qui dépassent ces limites (et en supposant que vous ne voulez pas développer votre propre circuit intégré personnalisé), vous êtes obligé d'utiliser des relais mécaniques.

Au cours des années passées, Lattice Semiconductor a quelques familles d'appareils configurables dans leurs séries GDX et GDX2. Depuis leur site Web :

Lattice ispGDX2 - Bande passante 38 Gbit / s, 800 Mbit / s SERDES La famille ispGDX2 est le commutateur de point de croisement numérique haute performance programmable (ISP) de nouvelle génération de Lattice pour la commutation de bus à grande vitesse et l'interfaçage avec une bande passante jusqu'à 38 Gbit / s. Cette famille combine une architecture de commutation flexible avec des E / S série haute vitesse avancées (blocs sysHSI), des sysCLOCK PLL et des interfaces sysIO pour répondre aux besoins des systèmes haute vitesse d'aujourd'hui. Une architecture basée sur un multiplexeur et une logique de contrôle sur puce facilitent la mise en œuvre haute performance des fonctions de commutation communes. Les appareils de la famille peuvent fonctionner à une tension de noyau de 3,3, 2,5 et 1,8 V.

La dernière famille GDX2 a été annoncée EOL avec un dernier achat le 7 mars 2011 et les dernières livraisons le 31 décembre 2014.

De nos jours, vous pouvez implémenter une fonction de commutation entrée-sortie généralisée avec un nombre illimité de FPGA différents à faible coût comme Altera, Lattice, Xilinx et autres. Les fonctionnalités FPGA au-delà de la fonction de routage simple sont souvent utilisées, car lorsque vous y arrivez, le routage sélectionnable des entrées vers les sorties est rarement aussi simple. Il existe très souvent un besoin de synchronisation d'horloge, d'enregistrement, de mise en mémoire tampon, de conversion de niveau, de signaux bidirectionnels et de signaux de déclenchement ou de contrôle spécialisés. Tout cela et bien d'autres peuvent être implémentés avec des FPGA.

Ce dont vous avez réellement besoin, c'est d'un réseau de points de connexion analogiques sans tampon . Ils viennent dans beaucoup de saveurs (contrôlées par I2C ou GPIO) et configurations 12x8, 16x8 etc. Jetez un œil à cet autre sujet que j'ai ouvert, car je n'ai pas trouvé de réponse définitive ici.