黃同(tóng)学高(gāo)速AD項目学習笔(bǐ)記(jì)
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以(yǐ)下(xià)是(shì)我(wǒ)在(zài)做高(gāo)速AD項目的(de)調試經(jīng)验(yàn)，現(xiàn)在(zài)分(fēn)享出(chū)来(lái)，希望可(kě)以(yǐ)給(gěi)大家(jiā)提(tí)供一(yī)定(dìng)的(de)幫助。如(rú)果(guǒ)發(fà)現(xiàn)sync一(yī)直(zhí)沒(méi)有(yǒu)同(tóng)步上(shàng)，即一(yī)直(zhí)为(wèi)低，那(nà)麼(me)就(jiù)需要(yào)檢查同(tóng)步条(tiáo)件(jiàn)，具體(tǐ)操作如(rú)下(xià)。
1、檢查是(shì)时(shí)鐘(zhōng)的(de)正(zhèng)确性(xìng)
1）需要(yào)使用(yòng)示波(bō)器测量(liàng)时(shí)鐘(zhōng)的(de)正(zhèng)确性(xìng)，示波(bō)器設置如(rú)下(xià)
2）表(biǎo)笔(bǐ)設置，使用(yòng)前(qián)需要(yào)自(zì)行校(xiào)準表(biǎo)笔(bǐ)，校(xiào)準方(fāng)法这(zhè)里(lǐ)不(bù)再贅述，不(bù)会(huì)的(de)同(tóng)学可(kě)以(yǐ)在(zài)网(wǎng)上(shàng)搜索方(fāng)法。
3）测量(liàng)點(diǎn)
接着对(duì)參考时(shí)鐘(zhōng)和(hé)同(tóng)步时(shí)鐘(zhōng)進(jìn)行测量(liàng)，这(zhè)两(liǎng)个(gè)测量(liàng)點(diǎn)都是(shì)AD9516給(gěi)AD9144的(de)时(shí)鐘(zhōng)，給(gěi)FPGA的(de)时(shí)鐘(zhōng)需要(yào)直(zhí)接测量(liàng)芯片(piàn)引脚，比較危险，不(bù)建議测。主(zhǔ)要(yào)测量(liàng)有(yǒu)无輸出(chū)和(hé)时(shí)鐘(zhōng)頻率是(shì)否正(zhèng)确。
AD9516的(de)配置软(ruǎn)件(jiàn)生(shēng)成(chéng)的(de)寄存器值不(bù)一(yī)定(dìng)正(zhèng)确，部(bù)分(fēn)寄存器的(de)值需要(yào)自(zì)行修改。之前(qián)就(jiù)遇到(dào)过(guò)同(tóng)步时(shí)鐘(zhōng)的(de)輸出(chū)頻率不(bù)对(duì)的(de)問(wèn)題(tí)，修改了(le)AD9516的(de)0x19B寄存器的(de)值，問(wèn)題(tí)得到(dào)解(jiě)決。分(fēn)頻系(xì)數=M+N+2，其它(tā)寄存器的(de)分(fēn)頻系(xì)數計(jì)算方(fāng)式與(yǔ)此(cǐ)相同(tóng)。
參考时(shí)鐘(zhōng)在(zài)開(kāi)發(fà)板上(shàng)的(de)位置如(rú)下(xià)：
同(tóng)步时(shí)鐘(zhōng)在(zài)開(kāi)發(fà)板上(shàng)的(de)位置如(rú)下(xià)：
2、AD9144的(de)寄存器正(zhèng)确設置
ACE软(ruǎn)件(jiàn)生(shēng)成(chéng)出(chū)来(lái)的(de)值基本(běn)是(shì)正(zhèng)确的(de)，但是(shì)要(yào)注意(yì)一(yī)下(xià)幾(jǐ)點(diǎn)：
1）正(zhèng)确設置DAC PLL，如(rú)下(xià)图(tú)所(suǒ)示，其中(zhōng)Ref_clk = 參考时(shí)鐘(zhōng)；Fin = 这(zhè)个(gè)时(shí)鐘(zhōng)作用(yòng)不(bù)清(qīng)楚；FDAC = DAC每通(tòng)道(dào)的(de)实際工作頻率，这(zhè)个(gè)值包(bāo)含插值。
注意(yì)：要(yào)點(diǎn)應(yìng)用(yòng)
2）正(zhèng)确設置采樣(yàng)率如(rú)下(xià)图(tú)所(suǒ)示，
因(yīn)为(wèi)乘法器輸出(chū)的(de)頻率範圍是(shì)6-12GHZ，所(suǒ)以(yǐ)DAC的(de)工作頻率要(yào)≥375MHZ，如(rú)果(guǒ)不(bù)够，可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)增加插值的(de)方(fāng)式来(lái)提(tí)高(gāo)頻率，同(tóng)时(shí)也(yě)可(kě)以(yǐ)不(bù)用(yòng)PLL（此(cǐ)方(fāng)法未测試）
AD9144对(duì)寄存器的(de)配置順序有(yǒu)要(yào)求，具體(tǐ)順序可(kě)以(yǐ)閱读(dú)數據(jù)手(shǒu)册或(huò)者(zhě)看(kàn)明(míng)德揚潘老(lǎo)师(shī)的(de)上(shàng)位機(jī)代(dài)碼。配置的(de)順序特(tè)别注意(yì)一(yī)个(gè)0X300的(de)寄存器，这(zhè)个(gè)寄存器第(dì)一(yī)次(cì)配置要(yào)設置为(wèi)0，第(dì)二(èr)次(cì)配置設置为(wèi)1
AD9144的(de)要(yào)在(zài)AD9516配置完成(chéng)之後(hòu)等待一(yī)段(duàn)时(shí)間(jiān)才能(néng)開(kāi)始配置，具體(tǐ)等待輸出(chū)时(shí)鐘(zhōng)稳定(dìng)的(de)时(shí)間(jiān)可(kě)以(yǐ)看(kàn)AD9516的(de)數據(jù)手(shǒu)册，程序里(lǐ)面(miàn)的(de)延时(shí)是(shì)調出(chū)来(lái)的(de)。AD9144的(de)寄存器的(de)配置速度(dù)不(bù)能(néng)太快(kuài)，不(bù)然也(yě)会(huì)出(chū)現(xiàn)无法同(tóng)步的(de)現(xiàn)象(xiàng)，具體(tǐ)原因(yīn)未知，程序里(lǐ)面(miàn)的(de)延时(shí)也(yě)是(shì)調出(chū)来(lái)的(de)。
3、IP核設置
公式計(jì)算和(hé)IP核設置的(de)F,S,K,Lane,等參數是(shì)由(yóu)選擇的(de)DAC工作模式确定(dìng)的(de)，其他(tā)參數如(rú)SCR等，需要(yào)怎麼(me)設置在(zài)AD9144數據(jù)手(shǒu)册里(lǐ)面(miàn)第(dì)50页(yè)（不(bù)同(tóng)版本(běn)的(de)數據(jù)手(shǒu)册页(yè)數可(kě)能(néng)会(huì)有(yǒu)偏差）開(kāi)始有(yǒu)詳细(xì)介紹。 IP核是(shì)高(gāo)電(diàn)平複位的(de)，这(zhè)里(lǐ)要(yào)注意(yì)：如(rú)果(guǒ)複位住了(le)这(zhè)幾(jǐ)个(gè)会(huì)一(yī)直(zhí)等于(yú)0，并且无法同(tóng)步
4、AXI總(zǒng)線(xiàn)配置
具體(tǐ)配置方(fāng)法參考明(míng)德揚潘老(lǎo)师(shī)的(de)文(wén)檔，經(jīng)过(guò)一(yī)次(cì)簡單的(de)测試，这(zhè)个(gè)可(kě)以(yǐ)不(bù)配置也(yě)能(néng)正(zhèng)常工作，具體(tǐ)沒(méi)有(yǒu)詳细(xì)测試。
5、时(shí)鐘(zhōng)
IP核的(de)tx_core_clk需要(yào)PLL産生(shēng)一(yī)个(gè)合适的(de)时(shí)鐘(zhōng)并且經(jīng)过(guò)BUFG給(gěi)JESD204B IP核使用(yòng)；Drp_clk動(dòng)态調整时(shí)鐘(zhōng)我(wǒ)这(zhè)里(lǐ)沒(méi)有(yǒu)用(yòng)到(dào)，但是(shì)必須給(gěi)一(yī)个(gè)时(shí)鐘(zhōng)，并且要(yào)和(hé)IP核里(lǐ)面(miàn)設置的(de)頻率相同(tóng)；AXI时(shí)鐘(zhōng)頻率和(hé)IP核內(nèi)設置的(de)相同(tóng)即可(kě)。
6、參數計(jì)算
參考明(míng)德揚潘老(lǎo)师(shī)的(de)文(wén)檔，特(tè)别注意(yì)是(shì)要(yào) * 還(huán)是(shì) \ 。
舉个(gè)例子：20MHZ正(zhèng)弦波(bō)，16个(gè)點(diǎn)組成(chéng)一(yī)个(gè)正(zhèng)弦波(bō)，2通(tòng)道(dào)，16bit，插值=2（使用(yòng)DAC PLL的(de)时(shí)候頻率必須≥375MHZ，这(zhè)例子速率不(bù)够所(suǒ)以(yǐ)要(yào)X2）。
1）有(yǒu)效傳輸：20MHZ*16个(gè)點(diǎn)*2通(tòng)道(dào)*16bit=10.24Gbit；
2）实際經(jīng)过(guò)8b/10b編碼的(de)速率是(shì)：10.24Gbit * 1.25=12.8Gbit这(zhè)就(jiù)是(shì)4条(tiáo)Lane總(zǒng)共(gòng)要(yào)傳輸的(de)速率；
3）單通(tòng)道(dào)的(de)DAC采樣(yàng)率（sample_clock）：20MHZ*16个(gè)點(diǎn)=320MHZ（因(yīn)为(wèi)插值=2所(suǒ)以(yǐ)这(zhè)个(gè)值填入(rù)ACE的(de)时(shí)候要(yào)*2=640MHZ，計(jì)算的(de)时(shí)候依旧(jiù)使用(yòng)320MHZ）；
4）幀頻率（frame_clock）：sample_clock / S=320 / 1 = 320MHZ（S值由(yóu)DAC模式決定(dìng)）；
5）字(zì)符頻率（character_clock）:frame_clock*F=320MHZ*1=320MHZ（F值由(yóu)DAC模式決定(dìng)）；
6）Bit頻率（bit_clock）:character_clock*10=320MHZ*10=3.2Gbit；
7）多(duō)幀頻率（multi_frame_clock）:frame_clock / K=320MHZ / 32 =10MHZ（K由(yóu)DAC模式決定(dìng)）；
8）同(tóng)步时(shí)鐘(zhōng)（sysref_clock）:multi_frame_clock / R =5MHZ（R=2），AD9144數據(jù)手(shǒu)册規定(dìng)，同(tóng)步时(shí)鐘(zhōng)的(de)最(zuì)大值是(shì)：fdata / (K * S) fdata是(shì)哪个(gè)沒(méi)有(yǒu)细(xì)看(kàn)；
9）設置时(shí)鐘(zhōng)（device_clock）:multi_frame_clock * D =80MHZ（D取(qǔ)8）；
10）Ref_clk：每条(tiáo)Lane的(de)速率/ 40 =3.2Gbit / 40 = 80MHZ；
11）device_clock要(yào)≥ref_clk，最(zuì)好(hǎo)是(shì)等于(yú)；
12）实際上(shàng)設置的(de)頻率是(shì)160MHZ主(zhǔ)要(yào)是(shì)考慮到(dào)插值=2，实際上(shàng)應(yìng)該設为(wèi)80MHZ也(yě)能(néng)工作（未测試）。
7、实現(xiàn)同(tóng)步
經(jīng)过(guò)上(shàng)面(miàn)的(de)設置應(yìng)該就(jiù)能(néng)同(tóng)步上(shàng)了(le)，具體(tǐ)表(biǎo)現(xiàn)为(wèi)tx_sync信(xìn)号(hào)持(chí)續为(wèi)高(gāo)電(diàn)平
8、DAC輸出(chū)波(bō)形
必須拉高(gāo)DAC的(de)輸出(chū)使能(néng)引脚，不(bù)然会(huì)沒(méi)有(yǒu)波(bō)形輸出(chū)！！！
AD9144是(shì)電(diàn)流型輸出(chū)DAC，并且板子上(shàng)使用(yòng)變(biàn)壓器進(jìn)行放(fàng)大，所(suǒ)以(yǐ)，不(bù)能(néng)輸出(chū)直(zhí)流波(bō)形只(zhī)能(néng)輸出(chū)交變(biàn)的(de)波(bō)形，目前(qián)已經(jīng)测試能(néng)輸出(chū)正(zhèng)弦波(bō)。三(sān)角(jiǎo)波(bō) 和(hé) 方(fāng)波(bō)可(kě)能(néng)无法輸出(chū)或(huò)者(zhě)輸出(chū)失真(zhēn)。
9、DAC的(de)數據(jù)映射
用(yòng)一(yī)个(gè)示例展(zhǎn)示給(gěi)大家(jiā)。
2路(lù)DAC輸出(chū) 4調lane
波(bō)形數據(jù)是(shì)：
30FB
7640
7FFF
7640
5A81
30FB
0
CF05
A57F
89C0
8001
89C0
A57F
CF05
0
輸入(rù)到(dào)IP核的(de)數據(jù)（tx_tdata）00057fc000cfa58900057fc000cfa589
00 05 7f c0
00 cf a5 89
00 05 7f c0
00 cf a5 89
第(dì)2路(lù) DAC（順序得看(kàn)數據(jù)手(shǒu)册）
00 05 7f c0 lane 3
00 cf a5 89 lane 2
0x0000 0xcf05 0xa57f 0x89c0
第(dì)1路(lù) DAC（順序得看(kàn)數據(jù)手(shǒu)册）
00 05 7f c0 lane 1
00 cf a5 89 lane 0
0x0000 0xcf05 0xa57f 0x89c0
以(yǐ)上(shàng)就(jiù)是(shì)高(gāo)速AD項目中(zhōng)实現(xiàn)sync同(tóng)步的(de)小經(jīng)验(yàn)，不(bù)同(tóng)情(qíng)況遇到(dào)的(de)問(wèn)題(tí)有(yǒu)所(suǒ)不(bù)同(tóng)，希望我(wǒ)的(de)思(sī)路(lù)可(kě)以(yǐ)給(gěi)大家(jiā)带(dài)来(lái)幫助，同(tóng)学们(men)也(yě)可(kě)以(yǐ)在(zài)留言評論中(zhōng)與(yǔ)我(wǒ)進(jìn)行讨論。
