ADC芯片性能測(cè)試邏輯和軟件平臺(tái)                     
  一、系統(tǒng)描述

  本項(xiàng)目主要開發(fā)一款基于XilinxML605以及FMC擴(kuò)展ADC采集板架構(gòu)的ADC芯片測(cè)試平臺(tái)，任務(wù)包括邏輯開發(fā)以及相關(guān)軟件開發(fā)。

  邏輯部分包括以下部分：

  1.基于XILINXML605開發(fā)板。

  2.支持?jǐn)U展FMC子板，支持16bit250Msps以及14bit400MspsADC輸入。

  3.ADC輸入接口支持?jǐn)?shù)據(jù)/時(shí)鐘相位動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)整。

  4.支持64位寬DDR3控制器，數(shù)據(jù)率為DDR31066MHz-1000MHz。

  5.支持PCIE1.0x8，支持PCIeDMA操作，PCIex8模式下，DMA傳輸速率為1000MB/s左右。

  6.數(shù)據(jù)傳輸模式支持?jǐn)?shù)據(jù)長(zhǎng)度模式可以配置。

  7.通過(guò)SPI配置周邊器件，支持8位、16位、24位及32位協(xié)議，支持上沿和下沿選擇。

  二、邏輯系統(tǒng)框圖

  三、關(guān)于模擬前端接口邏輯：

  模擬前端接口同外部模擬端口連接，接口模塊分為phy和控制邏輯部分：

  ADC接口隨路時(shí)鐘支持動(dòng)態(tài)相位調(diào)整，系統(tǒng)初始化或溫度變化時(shí)，會(huì)采用自適應(yīng)的方法動(dòng)態(tài)調(diào)整隨路時(shí)鐘和ADC數(shù)據(jù)的相位關(guān)系，保證數(shù)據(jù)采集的正確性。結(jié)構(gòu)如下：

  ADC通道分別設(shè)置每個(gè)通道工作或不工作，狀態(tài)可讀：通道當(dāng)前激活狀態(tài)以及ADC數(shù)據(jù)是否溢出。

  128位寬數(shù)據(jù)輸出下每個(gè)采樣點(diǎn)10-16位寬格式

  l單通道數(shù)據(jù)格式：

  A0A1A2A3A4A5A6A7

  A8A9A10A11A12A13A14A15

  ........

  四、關(guān)于DDR3SDRAM

  MemoryController核心模塊采用MIG。模塊對(duì)接TXFIFO和RXFIFO，采用多通道形式，通過(guò)內(nèi)部高速總線互聯(lián)，總線具有仲裁功能；支持ADC通道和PCIEDMA通道同時(shí)申請(qǐng)讀寫DDR3存儲(chǔ)設(shè)備。

  其組成形式如下圖所示：

  五、關(guān)于采集模式：

  采集模式支持標(biāo)準(zhǔn)工作模式：

  標(biāo)準(zhǔn)工作模式設(shè)置：

  設(shè)置單次采集長(zhǎng)度Mem-size；

  設(shè)置觸發(fā)Post-trigger點(diǎn)數(shù)；

  Pre-trigger=mem-size-Post-trigger

  采集過(guò)程如下所示：

  六、關(guān)于觸發(fā)模式

  軟件觸發(fā)：

  通過(guò)PC及控制軟件產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。

  七、外部控制接口

  外部控制接口/通信接口主要包括以下部分：

  1．SPIMaster

  2．GPIO/DIO

  八、PCIE總線部分

  PCIE控制器主要分為兩部分：

  1.PCIEendpoint，采用XilinxFPGA中的硬核完成。

  2.PCIEDMA部分，需要開發(fā)，完成符合項(xiàng)目需求的DMA控制器邏輯單元。

  為了擴(kuò)展需要PCIE模塊支持1x、4x和8x傳輸，PCIE模塊結(jié)構(gòu)如下圖：

  九、關(guān)于系統(tǒng)軟件

  同邏輯配套的系統(tǒng)軟件功能如下：

  1.支持Windows32bit/Windows64bit的設(shè)備驅(qū)動(dòng)。

  2.支持LabView。

  3.提供CommonLibrary支持基本操作。

  4.提供TextbasedAppication例程，支持VisualC++。

  整體結(jié)構(gòu)如下：

  2.驅(qū)動(dòng)程序函數(shù)定義：

  lhOpen()openHWdevice

  lhClosecloseopeneddevice

  lSetParam_i32setsoftwareregister(32bit)

  lSetParam_i64setsoftwareregister(64bit)

  lGetParam_i32getsoftwareregister(32bit)

  lGetParam_i64getsoftwareregister(64bit)

  lDefTransferdefineabufferforafollowingdatatransfer

  lGetErrorInfothefunctionreturnscompleteerror

  十、ADC性能測(cè)試：

  采集控制設(shè)置：

  l采集長(zhǎng)度

  l采樣率

  l開始/停止

  ADC動(dòng)態(tài)指標(biāo)測(cè)試如下圖：

  ADC靜態(tài)指標(biāo)測(cè)試如下圖：