支持jesd204b协议高速DAC芯片AD9144-FMC-EBZ配置笔记

明德扬吴老师

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一、背景

        AD9144是一款支持jesd204b协议高速DAC芯片。AD9144-FMC-EBZ是基于AD9144的评估板(Evaluation Board)，它是主要由AD9144,AD9516,与PIC16F单片机组成的系统。工程上使用AD9144具有时钟时序要求很高和寄存器配置复杂的难点。

配置AD9144-FMC-EBZ，有两种途径：

1、通过FPGA母板，经由FMC接口，使用SPI配置寄存器

2、通过ADI提供的软件工具，配合母板(ADS7)来配置寄存器，如图所示：

官方的指导说明链接：https://wiki.analog.com/resources/eval/dpg/ad9144-fmc-ebz

遇到问题：

我们在尝试第一种方法的时候，遇到了SPI寄存器写不进的情况和读写不一致的情况。

而第二种方法则需要ADS7用作母板。

二、调试

       在明德扬潘老师的帮助下，完成了以KC705作为母板，正确配置AD9144，并输出62.5MHz正弦波。

整个流程需要先在KC705上运行提供的HDL工程，随后进入软件工具配置流程。这里的HDL工程主要完成的是：Jesd204发送端的配置与正弦余弦信号的输出。另外，这里的软件工具配置流程既使用ADI官方提供的工具对AD9144和AD9516分别进行配置。

在调试开始前，硬件链接如下图所示：

1、AD9516寄存器配置获得

AD9516的作用是对输入时钟分频，为AD9144分别提供:sysref（3.91M），和refclk（125M）。

这里使用了AD9516-Evaluation-Software完成配置。软件下载链接：

https://www.analog.com/en/design-center/evaluation-hardware-and-software/evaluation-boards-kits/eval-ad9516-4.html#eb-relatedsoftware

在安装结束后，打开软件并选择正确的型号，这里选AD9516-1

分别按下图所示进行配置：输入时钟（来自KC705）设置为2500；分频系数如图设置：最后得到两组频率为120M和3.9063M的时钟；点击左下角的橙色框(RGISTER W/R)中的WRITE。

点击“file”，点击“Save Setup”,导出“stp”文件，如下图所示。

打开导出的.stp文件，如图：这个文件记录了寄存器地址与对应的值，将于后续步骤导入。

2、AD9144&AD9516寄存器配置：

A、首先到AD公司官网搜索DAC Software Suite和Analysis Control Evaluation软件，下载并安装；

B、打开已经安装好的ACE软件，界面如下图所示。在硬件连接正确的情况下，图中红圈会检测到所连接的硬件板卡，点击图中绿圈的LED状按钮，AD9144-FMC-EBZ板卡上的蓝色LED灯会随之闪烁，说明连接成功。

C、双击打开“AD9144-FMC-EBZ”板卡。在“initial configuration”界面中按如图所示进行设置，点击“summary”并“apply”，双击右侧红色图框中的AD9144芯片。

D、在打开的界面中按图中配置设置DAC calibration，选择“DAC3 DAC2”并点击“calibrate”。

E、点击上图右下角的“Proceed to memory map”,按照项目所需配置好AD9144相关的寄存器表的值，点击右上apply selected将对应的寄存器值写入AD9144芯片。

F、在电脑开始菜单>Analog Devices寻找“AD9144&AD9135&AD9136 SPI”并打开，软件界面如图所示：

G、在上方框中点击“read all registers”，然后点击“save registers to file”得到“.csv”文件，右键将其用记事本打开，如图所示，找到AD9516芯片开头的寄存器区域，将之前通过AD9516 Evaluation Software得到的stp文件中的寄存器值添加进.csv文件中并保存。

如图所示，第一列是AD9144/AD9516的芯片，第二列是对应芯片的寄存器地址，第三列是寄存器对应的值，将AD9516所有寄存器的值添加进来并保存。

H、打开“AD9144&AD9135&AD9136 SPI”软件并选择“restore registers from file”，将上一步中修改保存好的.csv文件导入。

I、将vivado中的工程bit流文件烧录到板子上，通过ila抓取并观察tx_sync信号，发现信号持续拉高，返回AD9144&AD9135&AD9136 SPI软件read all registers，观察如图区域，如果图中所示四个寄存器值都为0F，vivado tx_sync持续拉高，并且txdata有数值输出，则说明AD9144与JESD204B同步成功，此时用示波器测量AD9144板卡输出可观测到波形输出。

三、调试过程中遭遇问题

1.SPI配置失败问题？

2.AXI-Lite的参数设置？

通过在Analysis Control Evaluation软件中读取AD9144寄存器表值，查询0x453-0x45A寄存器值，得到关键参数L,SCR,F,K,M,N,N’,S,CF,HD等的值。

通过文档PG066 P27-P28中所示的值，计算出AXI协议所需要的每个寄存器地址的值。填入到vivado工程模块中的AXI协议部分。

Vivado工程中的AXI协议部分：地址填入PG066 P27-P28中的寄存器地址，值填入更据关键参数算出来的值。

以上就是AD9144的调试心得分享，持续关注明德扬可了解更多，也可加入明德扬QQ群进行深入讨论。