支持jesd204b協(xié)議高速DAC芯片AD9144-FMC-EBZ

背景

AD9144是一款支持jesd204b協(xié)議高速DAC芯片。AD9144-FMC-EBZ是基于AD9144的評估板(Evaluation Board)，它是主要由AD9144,AD9516,與PIC16F單片機組成的系統(tǒng)。工程上使用AD9144具有時鐘時序要求很高和寄存器配置復雜的難點。

配置AD9144-FMC-EBZ，有兩種途徑：

1、通過FPGA母板，經(jīng)由FMC接口，使用SPI配置寄存器

2、通過ADI提供的軟件工具，配合母板(ADS7)來配置寄存器，如圖所示：

遇到問題：

我們在嘗試第一種方法的時候，遇到了SPI寄存器寫不進的情況和讀寫不一致的情況。而第二種方法則需要ADS7用作母板。

調(diào)試

完成了以KC705作為母板，正確配置AD9144，并輸出62.5MHz正弦波。

整個流程需要先在KC705上運行提供的HDL工程，隨后進入軟件工具配置流程。這里的HDL工程主要完成的是：Jesd204發(fā)送端的配置與正弦余弦信號的輸出。另外，這里的軟件工具配置流程既使用ADI官方提供的工具對AD9144和AD9516分別進行配置。

在調(diào)試開始前，硬件鏈接如下圖所示：

1、AD9516寄存器配置獲得

AD9516的作用是對輸入時鐘分頻，為AD9144分別提供:sysref（3.91M），和refclk（125M）。

這里使用了AD9516-Evaluation-Software完成配置。

在安裝結(jié)束后，打開軟件并選擇正確的型號，這里選AD9516-1

分別按下圖所示進行配置：輸入時鐘（來自KC705）設(shè)置為2500；分頻系數(shù)如圖設(shè)置：最后得到兩組頻率為120M和3.9063M的時鐘；點擊左下角的橙色框(RGISTER W/R)中的WRITE。

點擊“file”，點擊“Save Setup”,導出“stp”文件，如下圖所示。

打開導出的.stp文件，如圖：這個文件記錄了寄存器地址與對應(yīng)的值，將于后續(xù)步驟導入。

2、AD9144&AD9516寄存器配置：

A、首先到AD公司官網(wǎng)搜索DAC Software Suite和Analysis Control Evaluation軟件，下載并安裝；

B、打開已經(jīng)安裝好的ACE軟件，界面如下圖所示。在硬件連接正確的情況下，圖中紅圈會檢測到所連接的硬件板卡，點擊圖中綠圈的LED狀按鈕，AD9144-FMC-EBZ板卡上的藍色LED燈會隨之閃爍，說明連接成功。

C、雙擊打開“AD9144-FMC-EBZ”板卡。在“initial configuration”界面中按如圖所示進行設(shè)置，點擊“summary”并“apply”，雙擊右側(cè)紅色圖框中的AD9144芯片。

D、在打開的界面中按圖中配置設(shè)置DAC calibration，選擇“DAC3 DAC2”并點擊“calibrate”。

E、點擊上圖右下角的“Proceed to memory map”,按照項目所需配置好AD9144相關(guān)的寄存器表的值，點擊右上apply selected將對應(yīng)的寄存器值寫入AD9144芯片。

F、在電腦開始菜單>Analog Devices尋找“AD9144&AD9135&AD9136 SPI”并打開，軟件界面如圖所示：

G、在上方框中點擊“read all registers”，然后點擊“save registers to file”得到“.csv”文件，右鍵將其用記事本打開，如圖所示，找到AD9516芯片開頭的寄存器區(qū)域，將之前通過AD9516 Evaluation Software得到的stp文件中的寄存器值添加進.csv文件中并保存。

如圖所示，第一列是AD9144/AD9516的芯片，第二列是對應(yīng)芯片的寄存器地址，第三列是寄存器對應(yīng)的值，將AD9516所有寄存器的值添加進來并保存。

H、打開“AD9144&AD9135&AD9136 SPI”軟件并選擇“restore registers from file”，將上一步中修改保存好的.csv文件導入。

I、將vivado中的工程bit流文件燒錄到板子上，通過ila抓取并觀察tx_sync信號，發(fā)現(xiàn)信號持續(xù)拉高，返回AD9144&AD9135&AD9136 SPI軟件read all registers，觀察如圖區(qū)域，如果圖中所示四個寄存器值都為0F，vivado tx_sync持續(xù)拉高，并且txdata有數(shù)值輸出，則說明AD9144與JESD204B同步成功，此時用示波器測量AD9144板卡輸出可觀測到波形輸出。

調(diào)試過程中遭遇問題

1.SPI配置失敗問題？

2.AXI-Lite的參數(shù)設(shè)置？

通過在Analysis Control Evaluation軟件中讀取AD9144寄存器表值，查詢0x453-0x45A寄存器值，得到關(guān)鍵參數(shù)L,SCR,F,K,M,N,N’,S,CF,HD等的值。

通過文檔PG066 P27-P28中所示的值，計算出AXI協(xié)議所需要的每個寄存器地址的值。填入到vivado工程模塊中的AXI協(xié)議部分。

Vivado工程中的AXI協(xié)議部分：地址填入PG066 P27-P28中的寄存器地址，值填入更據(jù)關(guān)鍵參數(shù)算出來的值。

審核編輯：劉清