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[参考译文] ADS1278EVM-PDK:将 ADS1278EVM-PDK (独立于 PHI 控制器)与 FPGA 连接

Guru**** 2390755 points
Other Parts Discussed in Thread: ADS1278EVM-PDK, ADS1278, ADS1278-SP, MSP430FR5969

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/1478664/ads1278evm-pdk-interfacing-ads1278evm-pdk-standalone-with-out-the-phi-controller-with-fpga

器件型号:ADS1278EVM-PDK
主题中讨论的其他器件: ADS1278ADS1278-SPMSP430FR5969

工具与软件:

大家好!

我正在使用 ADS1278EVM-PDK 评估板对 ADS1278-SP ADC 芯片的数据子系统进行原型设计。 对于我们的数据系统、我们计划使用帧同步协议将 ADS1278芯片与 FPGA 板连接、因为这种方法可提供确定性状态机、这一点尤其重要、因为我打算在每次采样后切换外部模拟输入。

最初、我使用 ADS1278 GUI 通过 PHI 控制器控制 EVM、并使用示波器控制捕获的信号(DOUT1、SCLK、FSYNC、CLK)、以验证时序图并根据数据表确认我的理解。

接下来、我计划使用我自己的 FPGA 设计来连接 EVM、而不使用 PHI 控制器。 在继续之前、我非常感谢 TI 工程师和社区就我的下面概述的硬件和配置设置提供反馈。

硬件系统

由于可用 I/O 受限、我将仅使用八个通道中的一个。 外部模拟多路复用器(MUX)最终将切换输入信号。 目前、我在初始测试中使用稳定的1.5V 直流信号。

1. 从 EVM 上断开 PHI 控制器连接器。

2. 将引脚接头焊接到未使用的 PWDN 引脚上、并使用跳线禁用未使用的通道(相应的 PCB 孔未安装)。

3. 根据我的预期配置的指定、将配置引脚连接至 GND 或3.3V。

4. 使用板载振荡器 OSC_Y1选择 EVMCLK

5. 使用 EVM 提供的6V 电源连接器供电。

配置:

  • 模式:高速(最初使用板载27 MHz 振荡器;如果需要、我们可以稍后将 Fclk 最大化)。

  • 帧同步、TDM、动态模式(活动通道为 PWDN = 1、未使用通道为0)。

  • CLK_DIV 设置为1。

  • 测试模式已禁用。

I/O

  • SYNC:同步(初始复位)

  • 用于帧同步通信的 FSYNC、DOUT1、CLK、SCLK

  • CLK 与 SCLK 之比= 1

FPGA 逻辑

1. 将 SYNC 拉至低电平并保持至少一个 CLK 周期(当前使用两个周期)。

2. 生成128个 FSYNC 周期(每个 FSYNC 周期包含256个 CLK 周期、50%占空比)以准备数据转换。

3. 在下一个 FSYNC 周期开始时开始读取数据。  在 SCLK 的上升沿对数据进行采样、因为数据在下降沿移出。

**问题:

  1. 我的硬件和 FPGA 设置是否显示正确?

  2. FPGA 电路板和 ADS1278EVM-PDK 之间建议的电源定序是什么? FPGA 板应该先通电、反之亦然? 如果必须先为 FPGA 供电、我将添加逻辑以防止自动 FSM 启动。

  3. 每次采样后切换模拟输入时、我是否必须使 SYNC 信号生效、然后再等待128个 FSYNC 周期? 我必须切换输入信号、因为所有输入信号都表示不同的科学数据。

  4. 连接 ADS1278-SP 芯片是否需要 FPGA?TI MSP430FR5969等 MCU 能否实现相同的性能? 鉴于任务主处理器上的引脚有限、欢迎提出任何替代接口方法的建议。

提前感谢您的指导和反馈!

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Yuchen、

    我在下面添加了单独使用 ADS1278EVM 所需更改的详细列表。  我建议使用 SPI 模式进行通信;这将允许 f-CLK 高达27MHz、从而支持高达105Ksps 的数据速率。  此外、在该数据速率下、您可以在 TDM 模式下对所有8个通道使用单个 DOUT。 此外、使用全部8个通道优于使用单个通道和一个多路复用器来消除内部数字滤波器的稳定时间。

    您还可以使用帧同步模式、但您需要一个可以支持此协议的 MCU 或 FPGA;许多通用 MCU 不直接支持帧同步。  帧同步的主要优势在于其支持的数据速率高达144Ksps (ADS1278-SP 为128Ksps)、SPI 限制为105Ksps。

    上面的第1步到第3步似乎正确。  在步骤4中、为了使用 EVM 的板载27MHz 振荡器、需要将跳线 JP1移动到27MHz (OSC_Y1)位置、将跳线 JP2移动到 EVMCLK 位置。  配置的其余部分对于帧同步而言看起来是正确的。

    问题/答案:

    1. 是的,

    2. 如果在上电前 ADS1278的数字输入端存在电压电平、则 ADS1278可能无法正常工作。  您应该先对 ADS1278EVM 上电、然后对 FPGA 板上电。

    3. 不,但你会有一个稳定的时间。  每当输入信号发生阶跃变化时、内部数字滤波器就需要76个转换周期来稳定至新的输入电平。  由于您正在控制外部多路复用器、因此在输入通道更改后、等待76个转换周期、然后读取数据。  另一种选择是使用 ADS1278的全部8个通道、而不是输入多路复用器、前提是8个输入通道足以满足您的系统要求。

    4. 可以、具有 SPI 的标准 MCU 可以轻松连接到 ADS1278。  正如前面所述、您可以通过单个 DOUT 线路(DOUT1)支持每通道高达105Ksps 以及所有8个通道的 TDM。  这是大多数人使用该器件的方式。

    此致、
    Keith Nicholas
    精密 ADC 应用

    如何将外部 MCU 与 ADS1278EVM 配合使用

    以下是独立使用 ADS1278EVM 和 SPI 所需的更改列表。

    为了将 ADS1278EVM 板与外部控制器一起使用、您需要拆下 PHI 板、否则、数字线路将由 PHI 板驱动、从而无法使用外部 MCU 正常运行。

    1. 通过外部工作台电源在 J10上提供+6V 电压。

    2. 将跳线 JP1移动到27MHz 位置、这样将启用板载27MHz 振荡器。

    3. 将跳线 JP2移至 EVMCLK 位置、这将选择板载27MHz 振荡器。

    4. 您可能需要在 J4上安装跳线、具体取决于要使用的操作模式。  例如、将 ADC 配置为高速、SPI、TDM 和动态、则需要在 MODE0、MODE1、FORMAT0、Format1和 Format2上安装跳线。  CLKDIV 应保持开路(高电平)。

    对于 J6上的 SPI 连接:

    1. MISO -> DOUT1

    2. SCLK -> SCLK

    3. 将 DIN 连接至 GND、不要悬空。

    4. 连接/SYNC 到 MCU 上的 IO 引脚(稳健上电复位所需)、或连接到 IOVDD 以进行测试。

    5. 将/DRDY 连接至 MCU 的 IO 引脚。  这是 ADC 的输出、指示何时准备好读取数据。  代码应监控该引脚(轮询或中断)、并且仅在下降沿之后传输数据(图77)。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    Keith、您好!

    感谢您的详细答复。 我计算了完成一轮数据收集所需的时间、根据我的结果、我似乎无法达到特派团的目标数据速率。 根据数据表、启用调制器输出模式会绕过数字 FIR 滤波器。 我是否可以使用此模式进行数据收集? 调制器输出是否提供最终的转换数据、或者是否需要额外的后处理?

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Yuchen、

    是的、您可以使用调制器模式、但您必须在您的处理器中创建一个合适的数字滤波器。  请注意、您将需要以调制器数据速率(对于高速模式、该速率为 f-CLK/4)或在使用27MHz 时以6.75MHz 进行数据采样。

    如果我们可以通过您为您的 myTI 帐户提供的电子邮件地址与您联系吗?

    此致、
    Keith

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    有。 可以通过我的注册电子邮件与我联系。 感谢您的帮助、我一定会回答有关此 ADC 的更多问题。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    还可以。 如果您有更多的 ADS1278问题、您可以回复此主题或创建新主题。

    此致、Keith