FPGA аналого-цифровое преобразование DE1-SOC - PullRequest
Новая
       25

FPGA аналого-цифровое преобразование DE1-SOC

0 голосов
/ 12 сентября 2018

У меня DE1-SOC (Rev. C) под управлением Linux. У меня проблемы с доступом к встроенному АЦП. Вход на все 8 каналов представляет собой синусоидальный сигнал 3В Pk-Pk. Встроенный АЦП представляет собой 12-разрядный 8-канальный АЦП AD7928. В техническом описании говорится, что АЦП может обрабатывать биполярные сигналы, и приводится следующая принципиальная схема:

AD7928 Биполярная принципиальная схема

Все восемь каналов должны постоянно сэмплироваться. и в техническом описании DE1-SOC указывается установить регистр канала 1 на 1, что активирует опцию автоматического обновления на АЦП. Вот моя первая попытка кода. Он компилируется и работает, но значения не верны, поскольку мой осциллограф также измеряет тот же сигнал, который подается на АЦП. 

#include <inttypes.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdint.h>
#include <sys/mman.h>

/* FPGA HPS BRIDGE BASE */
#define LW_BRIDGE_BASE (0xFF200000)
#define HW_REGS_BASE   (0xFF200000)
#define HW_REGS_SPAN   (0x00200000)
#define HW_REGS_MASK  ( HW_REGS_SPAN - 1 )

/* HPS-2-FPGA AXI Bridge */
#define ALT_AXI_FPGASLVS_OFST (0xC0000000) // axi_master
#define HW_FPGA_AXI_SPAN      (0x40000000) // Bridge span 1GB
#define HW_FPGA_AXI_MASK     ( HW_FPGA_AXI_SPAN - 1 )

/* ADC REGISTER SPAN */
#define ADC_BASE (0x00004000)

/* ADC CHANNEL & UPDATE REGISTERS */
#define ADC_CH0_UPDATE      (LW_BRIDGE_BASE+ADC_BASE)
#define ADC_CH1_AUTO_UPDATE (LW_BRIDGE_BASE+ADC_BASE+4) // Write 1 for continual ADC request
#define ADC_CH2             (LW_BRIDGE_BASE+ADC_BASE+8)
#define ADC_CH3             (LW_BRIDGE_BASE+ADC_BASE+12)
#define ADC_CH4             (LW_BRIDGE_BASE+ADC_BASE+16)
#define ADC_CH5             (LW_BRIDGE_BASE+ADC_BASE+20)
#define ADC_CH6             (LW_BRIDGE_BASE+ADC_BASE+24)
#define ADC_CH7             (LW_BRIDGE_BASE+ADC_BASE+28)

/* ADC REGISTER END */
#define ADC_END (0x0000001F)

int main() {

// Defining variables
void *virtual_base;
int fd;
volatile int *h2p_lw_adc_addr;
int i;

//Defining pointer for register
    if((fd = open( "/dev/mem",(O_RDWR | O_SYNC ))) == -1) {
        printf("ERROR: could not open \"/dev/mem\"...\n");
        return(1);
    }

    virtual_base = mmap(NULL,HW_REGS_SPAN,(PROT_READ | PROT_WRITE),MAP_SHARED,fd,HW_REGS_BASE);
    if(virtual_base == MAP_FAILED) {
        printf("ERROR: mmap() failed...\n");
        close(fd);
        return(1);
    }

    h2p_lw_adc_addr = virtual_base + ((int)(LW_BRIDGE_BASE + ADC_BASE)&(int)(HW_REGS_MASK));

    float Vref = 5.0;
    float stepSize = Vref/4096.0;

    /* Heading & Calculating Step Size/Resolution */
    printf("*____________________________________*\n");
    printf("*     Setting up the AD7928 ADC      *\n");
    printf("*____________________________________*\n");
    printf("Resolution for 5V  Vref: %f[mV]\n", stepSize*1000);

    // Setting up the ADC for bipolar signal
    // ...

    // Auto-update all channels continuously
    *(int *)(h2p_lw_adc_addr + 4) = 1;

    // Sample a single channel
    // ...

    /* Data Collection Attempt #1 */
    int num = 5; // Number of samples?
    unsigned int samples[num];

    int channel = 16; // channel 4
    for (i = 0; i < num; i++){
        samples[i] = *(int *)(h2p_lw_adc_addr + channel);
    }

    if(munmap(virtual_base, HW_REGS_SPAN) != 0) {
        printf("ERROR: munmap() failed...\n");
        close(fd);
        return(1);
    }
close(fd);
return 0;
}

Он кросс-компилируется с использованием этого Makefile: 

C_SRC := adc.c
CFLAGS := -g -O0 -Wall
LDFLAGS := -lm

CROSS_COMPILE := arm-linux-gnueabihf-
CC := $(CROSS_COMPILE)gcc
NM := $(CROSS_COMPILE)nm

ifeq ($(or $(COMSPEC),$(ComSpec)),)
RM := rm -rf
else
RM := cs-rm -rf
endif

ELF ?= adc
OBJ := $(patsubst %.c,%.o,$(C_SRC))

.c.o:
    $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

.PHONY: all
all: $(ELF)

.PHONY:
clean:
    $(RM) $(ELF) $(OBJ) $(OBJS) *.map *.objdump

$(ELF): $(OBJ) $(OBJS)
    $(CC) $(CFLAGS) $(OBJ) $(OBJS) -o $@ $(LDFLAGS)
    $(NM) $@ > $@.map

Я новичок, когда дело доходит до АЦП и ЦСП, но в идеале я хотел бы иметь возможность непрерывно измерять все восемь каналов, записывая pk-pk (амплитуду) входящих синусоид в каждом, что в конечном итоге будет использоваться для последующей обработки.

На данный момент выход для пяти выборок всегда равен 0, кроме случаев, когда я выбираю канал 1, тогда все пять выборок равны 1, например: 

Samples [0]: 1
Samples [1]: 1
Samples [2]: 1
Samples [3]: 1
Samples [4]: 1

Даже когда я увеличиваю количество выборок, это всегда 1 для канала 1 и 0 для всех других каналов.

Я думаю, что моя проблема, вероятно, в комбинации моего кода, а также, возможно, в отсутствии схемы буферизации? (Но я не обрабатываю биполярный вход только потому, что могу установить смещение постоянного тока на моем генераторе сигналов, так что это все положительные 3v pk-pk.)

Vref на АЦП питается даже 5 В постоянного тока. Я довольно потерян сейчас, поэтому любая помощь или указатели будут с благодарностью.

1 Ответ

0 голосов
/ 12 сентября 2018

Могу поспорить, что ваша проблема в следующих строках: 

> volatile int *h2p_lw_adc_addr;
> 
> *(int *)(h2p_lw_adc_addr + 4) = 1;
> 
> samples[i] = *(int *)(h2p_lw_adc_addr + channel);

Поскольку h2p_lw_adc_addr - указатель на int, вы получите неправильные адреса из следующих двух строк.

Когда вы добавляете число N к указателю int, указатель результата будет на N * sizeof(int) больше, чем указатель int.

Измените тип указателя h2p_lw_adc_addr на char, чтобы быстро исправить: 

volatile char *h2p_lw_adc_addr;

или или , вы можете изменить смещения: 

 *(int *)(h2p_lw_adc_addr + 1) = 1;
 int channel = 4; // channel 4

Но в этом случае я предлагаю использовать int32_t или uint32_t вместона int:

...