基于arm_fpga的高速ad采集传输实验_ad9226
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基于arm_fpga的高速ad采集传输实验_ad9226 [2020/01/14 16:34] zgf 创建 |
基于arm_fpga的高速ad采集传输实验_ad9226 [2022/03/18 15:49] (当前版本) sean |
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| |技术支持电话|**0379-69926675-801**||| | |技术支持电话|**0379-69926675-801**||| | ||
| |技术支持邮件|Gingko@vip.163.com||| | |技术支持邮件|Gingko@vip.163.com||| | ||
| - | |技术论坛|http://www.eeschool.org||| | ||
| ^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^ | ^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^ | ||
| - | | V1.0 |2020-01-14| gingko | 初次建立 | | + | | V1.0 | 2020-01-14 | gingko | 初次建立 | |
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| ==== 二、实验设备及平台 ==== | ==== 二、实验设备及平台 ==== | ||
| - | - iCore3 双核心板（ FPGA型号为EP4CE10F17，ARM型号为STM32F407IGT6）。 | + | - iCore3 双核心板（ FPGA型号为EP4CE10F17，ARM型号为STM32F407IGT6）。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-251734908.16.351d704dx6vdgW&id=524229438677|点击购买]] |
| - | - 高速AD转换模块ADM9226。 | + | - 高速AD转换模块ADM9226。[[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.5-c.w4002-251734908.34.4113769ffqyiV5&id=555671202016|点击购买]] |
| - | - Blaster（或相同功能的）仿真器和USB线缆。 | + | - Blaster（或相同功能的）仿真器和USB线缆。[[https://item.taobao.com/item.htm?id=554869837940|点击购买]] |
| - QuartusII开发软件（本实验中使用的是13.1版本）和commix.exe。 | - QuartusII开发软件（本实验中使用的是13.1版本）和commix.exe。 | ||
| - | 图31-1 核心板和ADM9226模块连接图 | + | {{ :icore3:icore3_fpga_33_1.png?direct&700 |图33-1 核心板和ADM9226模块连接图}} |
| **注意事项1：** 注意FPC转接板和核心板之间引脚要对齐（如图31-1中红圈中细节图所示，转接板和核心板排针连接处下边缘要对齐）。\\ | **注意事项1：** 注意FPC转接板和核心板之间引脚要对齐（如图31-1中红圈中细节图所示，转接板和核心板排针连接处下边缘要对齐）。\\ | ||
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| * ADM9226模块是一款双通道高速AD采样模块，采用了两片12位精度、65Msps的高速AD转换芯片AD9226。关于AD9226芯片的相关细节，建议大家仔细查阅芯片手册。阅读过手册可以看到如下的数据采样时序图。也就是只需为AD9226提供时钟信号，便可在芯片的数据输出引脚得到二进制的转换数据，驱动较为方便。 | * ADM9226模块是一款双通道高速AD采样模块，采用了两片12位精度、65Msps的高速AD转换芯片AD9226。关于AD9226芯片的相关细节，建议大家仔细查阅芯片手册。阅读过手册可以看到如下的数据采样时序图。也就是只需为AD9226提供时钟信号，便可在芯片的数据输出引脚得到二进制的转换数据，驱动较为方便。 | ||
| - | 图31-3 ADM9226 采样时序图 | + | {{ :icore3:icore3_fpga_33_2.png?direct |图33-2 ADM9226 采样时序图}} |
| * iCore 3开发板是ARM+FPGA架构。FPGA采用的cyclone IV 系列，负责AD芯片的驱动和数据的存储。FPGA调用IP核在内部构建两个存储深度为1024的RAM作为数据缓存，且输出时钟信号驱动两路AD9226对模拟信号进行采样。在接收到STM32F407发送的“写”指令后将采样数据分别存储在两个RAM中。ARM采用的是STM32F407IGT6，一款基于Cortex-M4内核的高性能微控制器，具有丰富的外设。STM32F407芯片将FPGA内RAM作为外挂存储器，通过FSMC分别对两个RAM里的值进行读取和指令的传输，然后通过UART将从RAM中读取的数据上传至PC。 | * iCore 3开发板是ARM+FPGA架构。FPGA采用的cyclone IV 系列，负责AD芯片的驱动和数据的存储。FPGA调用IP核在内部构建两个存储深度为1024的RAM作为数据缓存，且输出时钟信号驱动两路AD9226对模拟信号进行采样。在接收到STM32F407发送的“写”指令后将采样数据分别存储在两个RAM中。ARM采用的是STM32F407IGT6，一款基于Cortex-M4内核的高性能微控制器，具有丰富的外设。STM32F407芯片将FPGA内RAM作为外挂存储器，通过FSMC分别对两个RAM里的值进行读取和指令的传输，然后通过UART将从RAM中读取的数据上传至PC。 | ||
| * 系统框图如下图所示： | * 系统框图如下图所示： | ||
| - | 图31-2 高速AD采样系统框图 | + | {{ :icore3:icore3_fpga_33_3.png?direct |图33-3 高速AD采样系统框图}} |
| * STM32的FSMC以及和PC通信的UART可以通过STM32CubeMX进行配置，包括引脚、时钟、电压的配置。 | * STM32的FSMC以及和PC通信的UART可以通过STM32CubeMX进行配置，包括引脚、时钟、电压的配置。 | ||
| * 这里主要讲一下FPGA部分。 | * 这里主要讲一下FPGA部分。 | ||
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| * 本实验是基于ARM+FPGA系统的，因此在代码的实现上也包括ARM程序和FPGA程序，ARM程序主要是对串口接收数据的处理以及指令的传输。详细的代码讲解请参考对应的ARM例程，这里主要讲解一下FPGA的代码实现。 | * 本实验是基于ARM+FPGA系统的，因此在代码的实现上也包括ARM程序和FPGA程序，ARM程序主要是对串口接收数据的处理以及指令的传输。详细的代码讲解请参考对应的ARM例程，这里主要讲解一下FPGA的代码实现。 | ||
| - | * **FPGA代码讲解** | + | === FPGA代码讲解 === |
| + | {{ :icore3:icore3_fpga_33_4.png?direct |图33-4 FPGA代码RTL视图}} | ||
| * 首先看一下FPGA综合的RTL视图，从图中可以看到，主要功能模块有三个，分别是fsmc_ctrl模块和ad9226_store模块。其中fsmc_ctrl模块负责和ARM通信， ad9226_store则负责采样数据的存储。 | * 首先看一下FPGA综合的RTL视图，从图中可以看到，主要功能模块有三个，分别是fsmc_ctrl模块和ad9226_store模块。其中fsmc_ctrl模块负责和ARM通信， ad9226_store则负责采样数据的存储。 | ||
| * 这里主要讲解一下ad9226_store文件和fsmc_ctrl文件。先看一下fsmc_ctrl文件，这个文件中主要是对fsmc接口信号的处理以及对ARM发送的指令进行解析。因为ARM的fsmc外设是连接到FPGA内的RAM上的，所以这里FPGA将fsmc接口和RAM的相关信号建立连接。 | * 这里主要讲解一下ad9226_store文件和fsmc_ctrl文件。先看一下fsmc_ctrl文件，这个文件中主要是对fsmc接口信号的处理以及对ARM发送的指令进行解析。因为ARM的fsmc外设是连接到FPGA内的RAM上的，所以这里FPGA将fsmc接口和RAM的相关信号建立连接。 | ||
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| - 在串口软件发送区输入“set:1\CR\LF”字符，并点击发送，可以看到接收区返回的指令以及采样数据，如下图红框所示： | - 在串口软件发送区输入“set:1\CR\LF”字符，并点击发送，可以看到接收区返回的指令以及采样数据，如下图红框所示： | ||
| - | + | {{ :icore3:icore3_fpga_33_5.png?direct |图33-5 串口发送指令及数据接收效果图}} | |
| ==== 六、拓展实验 ==== | ==== 六、拓展实验 ==== | ||
基于arm_fpga的高速ad采集传输实验_ad9226.1578990842.txt.gz · 最后更改: 2020/01/14 16:34 由 zgf
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