基于ADC12D800RF与GTX完成高速串行数据采集与传输.docx

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1、基于ADC12D800RF与GTX完成高速串行数据采集与传输摘要：随着现代工业科技飞速发展,某些特定的大容量数据系统要求有很高的采样频率及较高的逋值效率。本文通过M12D800更实现高速采样，并基于XiIinXVirtex6FPGA的GTX高速串行接口实现可靠高速传输,从而满足大容量高速数据系统的要求。引言随着社会的发展，通信的频率和速度正在加快，许多复杂系统往往有大容量的信息交换,此时串行通信相较并行通信的优点就体现出来了，高速、实时、可靠，使得串行通信成为下一代数据通信的首选12,而高效率的串行接口又使得转换器可以拥有更高的采样频率。GTX是Xi1inX公司的高速串行接口，ADC12D80

2、0RF是有较高采样速率的模/数转换器，本文介绍了ADC12D800RF的原理，数据的拼接转换及VirteX6的GTX,并且实现了Virtex6与Virtex5之间的通信。1DC12D8OORFDC12D800RF是12位双通道，采样速率为1.01.6Gsps,最高采样输入频率达2.7GHZ的ADC3。1.1技术特点I1公司的ADC12D800RF,其主要特点如下：工作模式为交替单通道/独立双通道；分辨率为12位；最高转换速率为1600MSPs；输入时鲤频率范围为20（800MHz；无杂散动态范围（SFDR）为63.1dBc,AIN=I498MHz-0.5dBFS；模拟输入带宽为-3dB：270

3、0MHz；差分模拟输入电压为600mVpp；输出方式为1VDS电平（1：1/1：2）；功耗为2.5W01.2主要组成部分ADC12D800RF主要由输入模块、时钟控制模块、控制/状态及其他逻辑模块、控制接口、SP1接口和输出模块等组成，霞性结构如图1所示。模拟输入有I、Q两个通道，每通道有一对差分输入，经过一个维复用餐进入T/H电路（追踪保持解调技术），然后进入两片ADC。每片ADC可以有两路1VDS输出或者一路，具体是由多种不同模式决定，而控制接口或者SPI决定了ADC使用哪种模式进行采样。MUX图1ADC12D800RF系统结构图1.3工作模式及控制可以通过SPI或者9个控制接口来控制AD

4、C工作模式，本文采用控制接口来控制，即NorIECM模式。9个控制接口分别是：DES:双边沿采样模式选择。若此标志位置高则是双边沿采样，I、Q通道都采样I通道的模拟输入信号，Q通道模拟数据忽略，且在数据的上升沿和下降沿都采样；否则，I、Q通道各自采集各自的模拟输入信号，且只在上升沿采样。本文是双边沿采样，即DES=IoCa1DIy:校准延迟选择。决定在自动校准初始化完成前等待时间的长短。本文中Ca1D1y为OoDQd51；DId，飞裳S$5,XSamPYN21,N2(1，N20,N-19.5DQ,DIDC1KI+/-(SDR；Rising)图2多路双边沿采样模式ECE:扩展控制端口使能。次标志

5、位置高时SP1接口无效，所有设定由控制接口决定，否则由SP1通过控制寄存器来决定。本文中ECE为1。PDI/PDQ:I/Q通道是否上电。本文中I、Q通道都用到了,即PDI/PDQ都为OoTPM:测试模式选择。若此标志置高，ADC会连续产生规律模拟数据；否则是非测试模式，采样外部输入模拟数据。本文中TPM为0。NDM:多路选择模式。次标志位置高是不分路模式，即每路ADC只有单路输出；否则是多路模式，每路ADC有两路输出。本文是多路模式，即NDM为OoFSR:满量程输入范围选择。决定模拟输入信号的电压范围，本文中FSR为0,正常输入电压为600mV。颂Ph:数据和数据时钟相位关系选择。置高时，数据

6、和数据时钟差90,否则相差0。本文中DDRPh为1。本文采用的是双边沿多路采样，时序图如图2所示。Vin是模拟输入信号;C1K是采样时钟(500MHz)；DQd、Did、DQ、D1是4路1VDS数据输出，从图中可以看出ADC在上升沿和下降沿都有采样。Did、D1是I通道的输出，DI比D1d晚1个周期采样，DQd、DQ同理;C1K是数据时钟(250MHz)。2高速串行接口GTXVirteX6是XiIinX公司推出的高性能40nmFPGA系列，相较前一代产品功耗降低多达50%,成本降低多达20%。该系列产品进行了组合优化，包括灵活性、硬内核IP、收发器功能以及开发工具支持,从而可以帮助客户满足市场需求，在追求更高带宽的同时，适应不断演化的标准以及苛刻的性能要求。