中科亿海微EQ6HL45开发平台测评体验】+06.扩展接口-DAC测试（zmj）

 

中科亿海微EQ6HL45开发平台预留3个扩展接口J8/J12/J17。

此次测试扩展接口J8连接DAC模块，型号AN9767。FPGA控制DAC模块实现直接数字频率合成（DDS）技术的信号发生器设计实例 。

1. 硬件说明

1.1 扩展接口

中科亿海微EQ6HL45开发平台预留3个扩展接口J8/J12/J17。

//------扩展接口J8/J12/J17
a.扩展口J8是40PIN（DIP-40封装）的接口。其中5V电源1路，3.3V电源2路，地3路，IO口34路。这些IO口都是独立的IO口，没有跟其他设备复用。IO口连接到FPGA引脚上，电平为3.3V。切勿直接跟5V设备直接连接，以免烧坏FPGA。如果要接5V设备，需要接电平转换芯片。在扩展口和FPGA连接之间串联了33欧姆的排阻，用于保护FPGA以免外界电压或电流过高造成损坏。
b.扩展口J12是18PIN（DIP-18封装）的Camera接口。供电模式3.3V电源。这些IO口直连到FPGA引脚，使用时需要注意静电防护。
c.扩展口J17是12PIN（DIP-12封装）的接口。其中3.3V电源2路，地3路，IO口7路。这些IO口直连到FPGA引脚，使用时需要注意静电防护。

 

1.2 DAC模块AN9767

DAC模块AN9767ADI公司AD9767型DAC芯片，该芯片为双通道，14位、125Msps转换速率的高性能DAC芯片，支持I、Q输出模式（该模式常用于数字通信领域）。输出形式为差分电流输出，输出电流满量程范围为可设置为2~20mA。芯片本身自带1.2V的参考电压，无需外部提供参考源。

//------DA约束（官方资料有误，以此为准）
a.通道DAC1：
DATA[13:00] = E3 D3 F4 E1 F5 F3 G6 F6 H6 H7 H4 H5 H7 H3
DAC1_CLK    = J6
DAC1_WRT    = K4
b.通道DAC2:
DATA[13:00] = L6 L3 N4 M5 P4 N3 U2 P3 L5 U1 K5 P2 N1 L2
DAC2_CLK    = L4
DAC2_WRT    = K3
//------UART约束
uart_rxd    = E16
uart_txd    = H12

 

2. 功能设计

工程框架如图所示：

 

2.1 实现功能

FPGA控制DAC模块实现直接数字频率合成（DDS）技术的信号发生器设计实例 。

• 默认情况下，通道DAC1输出正弦波sine；

• 默认情况下，通道DAC2输出自动切换的正弦波sine、三角波triangular、方波square、锯齿波sawtooth，切换频率为2秒钟，LED闪烁作为切换指示。

• 串口控制通道DAC2进行输出波形切换，有效指令为0xa0/0xa1/0xa2/0xa3，分别输出正弦波、三角波、方波、锯齿波。

其中，波形数据为RAM或者ROM中指定的mif波形文件，FPGA按地址读取RAM/ROM中的数据输出给DAC模块，DAC自动完成DDS波形合成。当使能不同的RAM/ROM时，DAC可以输出不同的波形。

 

2.2 部分添加IP

此处为IP的流水记录，仅供参考。

中科亿海微的m4k既可以设置为RAM模式也可以设置为ROM模式，二者均可以通过制定mif文件设置初始值。

mif文件通过Mif精灵/mif(coe)文件生成器生成，在附件中有提供，它主要用来初始化rom。

依据DAC参数，选取数据宽度width为14bit，数据深度depth为1024。

2.2.1 PLL

系统时钟50MHz输入PLL后，输出不同频率给不同的逻辑功能。其中125MHz为DAC功能，50MHz为串口功能。其他频率留作测试备用。

2.2.2 m4k生成rom/ram

先用通过Mif精灵/mif(coe)文件生成器生成mif文件，其中数据宽度width为14bit，数据深度depth为1024。

然后添加m4k的IP，IP类型可以是RAM也可以是ROM，实际使用的时候注意模块例化引用不要出错。

//------mif文件（正弦波、三角波、方波、锯齿波）
sine_wave_14w_1024d.mif
triangular_wave_14w_1024d.mif
square_wave_14w_1024d.mif
sawtooth_wave_14w_1024d.mif

此处仅以正弦波sine_wave的m4k_ram_1进行说明：

3. 实验结果

 

示波器的通道1/通道2分别连接DAC1/DAC2，供电下载程序后即可观察输出波形。

（请忽略示波器的参数和BNC线缆的简陋，手上能找到的硬件目前只有这些）

//------国产示波器
型号：FNIRSI-1014D
参数：100MHz采样率， 1GSa/s带宽。
//------线缆
型号：BNC同轴线缆
数量：2根
//------现象
a.通道1测量DAC1：正弦波。
b.通道2测量DAC2：循环输出正弦波、三角波、方波、锯齿波，LED闪烁作为切换指示，切换时间2秒。
（通过串口切换波形的操作并未录入视频内，实测是OK的）

 

//------实测结果（详细结果请看视频）

 

 

//------工程文件（包括mif工具和mif文件）

 

 

//------END

 

本帖最后由 卿小小 于 2022-11-14 19:39 编辑

参考资料里面对扩展接口J8的引脚分配存在描述错误的地方，以此文章为主。

这波形看起来，非常好呀！