转——高速数据采集之数据传输（2）

Zedd

转——高速数据采集之数据传输（2）

1、  硬件环境

       硬件平台： Embest SoC --LarkBoard

       软件平台：开发板-linux-3.10.31

                       Quartus 14.0

6 Y  R( o) V; I; ^& h: p' ^$ u

2、系统概述

在上一篇文章已经成功进行了这样的测试，每中断一次，ARM从FPGA的ROM中取一次数据，这边文章主要是测试一下，ADC的数据经过双口RAM传递给ARM的过程，设计框图如下所示：

+ |( q  j: o( g+ d1 H. {

3、Qsys设计

下图是qsys的设计和连接关系如下图所示：

1)  如图所示adc_origin_data挂载在HPS-to-FPGA bridge上，偏移地址为20040000(这个地址是可以任意改动的，注意和驱动对应就行了)

2)  增加了adc_spi_pio的控制接口，实现对ADC的配置和初始化，这个前面的测试中是没有注意的

; Q. f) G! t& i/ }, O+ `

quartus工程文件见附件：

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6 ]; Z" |/ N  |1 a/ q% V

4、ADC驱动设计

这里测试驱动主要使用了Embest自带的驱动，位于drivers\char\adc9628.c，具体代码可见附件：

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这是一个很好的参考用例，实际使用的时候还需要进一步的修改。上面qsys中偏移地址的设置就是为了和驱动相对应的。

7 _# ]! J" v" ~

主要完成以下功能：

1）通过模拟SPI接口完成ADC9628的初始化

• /*
• *init the registers of ADC9628,
• *write to Altera's PIO IP core to operate the gpio as spi pins
• */
• static void bsp_adc_init(struct adc_priv_data *adc_data)
• {
•     int iadc_val  ;
•     writew( 0x7,adc_data->regbase + (0x1*4));                                                 /* pio_dir = 0x7 */
•         writew( 0x6,adc_data->regbase + (0x4*4));                                                 /* cs = 1  */
•         writew( 0x2,adc_data->regbase + (0x4*4));                                                 /* sclk=0 */
•         mdelay(2);
•     iadc_val = ad9628_read(0x1 );                                                                          /*  chip ID, 0x89 */
•     printk(KERN_INFO"current id = %x \n", iadc_val);
•     iadc_val = ad9628_read(0x2 );                                                                          /*  chip grade */
•         iadc_val = ad9628_read(0x0b );                                                                         /* clock divide */
•         iadc_val = 0x0;
•         ad9628_write(0x0b, iadc_val);
•         iadc_val = ad9628_read(0x0b );
•     iadc_val = ad9628_read(0x09 );                                                                  /* DUTY stabilty */
•         iadc_val = ad9628_read(0x0b );                                                                  /* clock ratio */
•         ad9628_write(0x05, 0x03);                                                                             /*  Channel a b */
•     iadc_val = ad9628_read(0x5 );
•         ad9628_write(0x0d, 0x0);                                                                                  /*  normal mode */
•     iadc_val = ad9628_read(0xd );
•         iadc_val = ad9628_read(0x101 );
•         iadc_val |= (0x1<<7);
•         ad9628_write(0x101, iadc_val);
•         iadc_val = ad9628_read(0x101 );
•         bsp_adc_cmos();
•         iadc_val = ad9628_read(0x14 );
• }
  ) c! ~! H' r8 F' F9 U/ V

5 |, L5 w' v- O

2）完成读双口RAM的操作

• static const struct file_operations adc_fops = {
•         .read                = adc_read,
•         .open                = adc_open,
•         .release                = adc_release,
•         .owner                = THIS_MODULE,
• };
  

+ O' ^# Y& k* X# e2 D
" y0 j) y' Z/ Q
4 j6 i  a# V9 g8 Y) @/ S

3）把ADC注册成一个char型设备

• static int __init adc9628_init(void)
• {
•         dev_t dev = MKDEV(LARK_ADC_MAJOR, 0);
•         int ret;
•         ret = register_chrdev_region(dev, max_adc_minors, "adc");
•         if (ret)
•                 goto error;
•         cdev_init(&adc_cdev, &adc_fops);
•         ret = cdev_add(&adc_cdev, dev, max_adc_minors);
•         if (ret) {
•                 goto error_region;
•         }
•         adc_class = class_create(THIS_MODULE, "adc");
•         if (IS_ERR(adc_class)) {
•                 printk(KERN_ERR "Error creating adc class.\n");
•                 cdev_del(&adc_cdev);
•                 ret = PTR_ERR(adc_class);
•                 goto error_region;
•         }
•         adc_class->devnode = adc_devnode;
•         device_create(adc_class, NULL, MKDEV(LARK_ADC_MAJOR, 0), NULL, "adc");
•         if (!request_mem_region(BSP_ADC_ADDR,sizeof(u32),"adc9628")) {
•                 printk( "Memory region busy\n");
•                 return  -EBUSY;
•         }
•         gRegbase = ioremap_nocache(BSP_ADC_ADDR, sizeof(u32));
•         if(!gRegbase) {
•             printk( KERN_INFO" ioremap failed\n");
•                 return -EIO;
•         }
•         if (!request_mem_region(BSP_FIFO_BASE,sizeof(u32)*1024,"adc9628_fifo")) {
•                 printk( KERN_INFO"Memory region busy\n");
•                 return  -EBUSY;
•         }
•         gFifobase = ioremap_nocache(BSP_FIFO_BASE, sizeof(u32)*1024);
•         if(!gFifobase) {
•             printk( KERN_INFO" ioremap failed\n");
•                 return -EIO;
•         }
•         return 0;
• error_region:
•         unregister_chrdev_region(dev, max_adc_minors);
• error:
•         return ret;
• }
  0 q+ E5 \( H- `. H8 c7 d) y7 N9 Y/ I

至此ADC驱动介绍完毕，记得在编译系统的时候把驱动编译进去就行了

5、应用程序设计

这里使用的也是Embest提供的测试程序，详细程序可见附件： adc_test.zip (1.62 KB, 下载次数: 88)

测试程序主要完成了FFT计算，我也没有深入的研究，因为并不是我想要的东西，只是用它做个测试吧，有兴趣的自行研究吧，这里就不分析代码了；

' J! o7 |1 z: K! y8 |. G9 ]

$ W& }# X- X0 K& u9 a1 g' J. a

6、测试结果

1） 环境搭建

把信号发生器的两个输出口，分别接ADC9628 的两个输入端，如下图所示：

. }* c. A/ x6 e1 T, n

2）设置信号发生器

3）运行测试程序

• root@arm:~/adc# ./adc_test
• current id = 89
• dong fft
• caculate real valule
• 146:chanel0 frequency = 14.970703, amplitude=2185
• 293:chanel1 frequency = 30.043945, amplitude=1806
  

, Z& f, B$ t% e2 W8 q
- H4 K) y, H% {2 v6 f" R
( g" g4 [: d, C- x/ f/ ?$ B4 }

从测试结果看chanel0的频率测量是14.970703Mhz，chanel1的频率测量是30.043945Mhz，和实际设置值相似，且可以按照设定频率进行准确的跟踪，说明数据传输应该没有问题

7、小结

1） 本次主要测试ADC的采集数据通过双口RAM传递给ARM的过程，测试结果一切正常，为下一步的工作打下了基础；

2）HPS-to-FPGA bridge接口传输的性能还有待进一步的测试，目前优先完成系统设计；

3）下一步准备把前面设计的中断，加入到驱动中去，这样驱动就更加实用了；

4）同时准备移植web服务器，把采集的数据能够在web上进行展示，这方面不擅长，有大侠可帮忙吗？非常感谢！

& C# A" d0 R% d% P1 Y7 p. B2 ^3 a, o

yxlk

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