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                    ADC芯片性能测试逻辑和软件平台

      一、系统描述

      本项目主要开发一款基于XilinxML605以及FMC扩展ADC采集板架构的ADC芯片测试平台,任务包括逻辑开发以及相关软件开发。

      逻辑部分包括以下部分:

      1.基于XILINXML605开发板。

      2.支持扩展FMC子板,支持16bit250Msps以及14bit400MspsADC输入。

      3.ADC输入接口支持数据/时钟相位动态自适应调整。

      4.支持64位宽DDR3控制器,数据率为DDR31066MHz-1000MHz。

      5.支持PCIE1.0x8,支持PCIeDMA操作,PCIex8模式下,DMA传输速率为1000MB/s左右。

      6.数据传输模式支持数据长度模式可以配置。

      7.通过SPI配置周边器件,支持8位、16位、24位及32位协议,支持上沿和下沿选择。

      二、逻辑系统框图



      三、关于模拟前端接口逻辑:

      模拟前端接口同外部模拟端口连接,接口模块分为phy和控制逻辑部分:



      ADC接口随路时钟支持动态相位调整,系统初始化或温度变化时,会采用自适应的方法动态调整随路时钟和ADC数据的相位关系,保证数据采集的正确性。结构如下:


     


      ADC通道分别设置每个通道工作或不工作,状态可读:通道当前激活状态以及ADC数据是否溢出。

      128位宽数据输出下每个采样点10-16位宽格式

      l单通道数据格式:

      A0A1A2A3A4A5A6A7

      A8A9A10A11A12A13A14A15

      ........

      四、关于DDR3SDRAM

      MemoryController核心模块采用MIG。模块对接TXFIFO和RXFIFO,采用多通道形式,通过内部高速总线互联,总线具有仲裁功能;支持ADC通道和PCIEDMA通道同时申请读写DDR3存储设备。

      其组成形式如下图所示:



      五、关于采集模式:

      采集模式支持标准工作模式:



      标准工作模式设置:

      设置单次采集长度Mem-size;

      设置触发Post-trigger点数;

      Pre-trigger=mem-size-Post-trigger

      采集过程如下所示:



      六、关于触发模式

      软件触发:

      通过PC及控制软件产生触发信号。



      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总线部分

      PCIE控制器主要分为两部分:

      1.PCIEendpoint,采用XilinxFPGA中的硬核完成。

      2.PCIEDMA部分,需要开发,完成符合项目需求的DMA控制器逻辑单元。

      为了扩展需要PCIE模块支持1x、4x和8x传输,PCIE模块结构如下图:



      九、关于系统软件

      同逻辑配套的系统软件功能如下:

      1.支持Windows32bit/Windows64bit的设备驱动。

      2.支持LabView。

      3.提供CommonLibrary支持基本操作。

      4.提供TextbasedAppication例程,支持VisualC++。

      整体结构如下:



      2.驱动程序函数定义:

      lhOpen()openHWdevice

      lhClosecloseopeneddevice

      lSetParam_i32setsoftwareregister(32bit)

      lSetParam_i64setsoftwareregister(64bit)

      lGetParam_i32getsoftwareregister(32bit)

      lGetParam_i64getsoftwareregister(64bit)

      lDefTransferdefineabufferforafollowingdatatransfer

      lGetErrorInfothefunctionreturnscompleteerror

      十、ADC性能测试:

      采集控制设置:

      l采集长度

      l采样率

      l开始/停止

      ADC动态指标测试如下图:



      ADC静态指标测试如下图:

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