【Altera SoC体验之旅】高速数据采集之数据传输（2）

chenzhufly

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【Altera SoC体验之旅】高速数据采集之数据传输（2）

作者：chenzhufly  QQ：36886052

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

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：

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

quartus工程文件见附件： test-irq.zip (6.93 MB, 下载次数: 236, 售价: 1 分芯积分)

2015-4-23 00:20 上传

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售价: 1 分芯积分  [记录]

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： adc9628.zip (2.27 KB, 下载次数: 119)

2015-4-22 23:52 上传

点击文件名下载附件

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。

主要完成以下功能：

1）通过模拟SPI接口完成ADC9628的初始化

1. /*
   
2. *init the registers of ADC9628,
   
3. *write to Altera's PIO IP core to operate the gpio as spi pins
   
4. */
   
5. static void bsp_adc_init(struct adc_priv_data *adc_data)
   
6. {
   
7.     int iadc_val  ;
   
8. 
   
9. 
   
10.     writew( 0x7,adc_data->regbase + (0x1*4));                                                 /* pio_dir = 0x7 */
    
11.         writew( 0x6,adc_data->regbase + (0x4*4));                                                 /* cs = 1  */
    
12.         writew( 0x2,adc_data->regbase + (0x4*4));                                                 /* sclk=0 */
    
13.         mdelay(2);
    
14. 
    
15.     iadc_val = ad9628_read(0x1 );                                                                          /*  chip ID, 0x89 */
    
16. 
    
17.     printk(KERN_INFO"current id = %x \n", iadc_val);
    
18. 
    
19.     iadc_val = ad9628_read(0x2 );                                                                          /*  chip grade */
    
20.         iadc_val = ad9628_read(0x0b );                                                                         /* clock divide */
    
21.         iadc_val = 0x0;
    
22.         ad9628_write(0x0b, iadc_val);
    
23.         iadc_val = ad9628_read(0x0b );
    
24.     iadc_val = ad9628_read(0x09 );                                                                  /* DUTY stabilty */
    
25.         iadc_val = ad9628_read(0x0b );                                                                  /* clock ratio */
    
26.         ad9628_write(0x05, 0x03);                                                                             /*  Channel a b */
    
27.     iadc_val = ad9628_read(0x5 );
    
28.         ad9628_write(0x0d, 0x0);                                                                                  /*  normal mode */
    
29. 
    
30.     iadc_val = ad9628_read(0xd );
    
31.         iadc_val = ad9628_read(0x101 );                                                         
    
32. 
    
33.         iadc_val |= (0x1<<7);
    
34.         ad9628_write(0x101, iadc_val);
    
35.         iadc_val = ad9628_read(0x101 );
    
36. 
    
37.         bsp_adc_cmos();
    
38.         iadc_val = ad9628_read(0x14 );
    
39. 
    
40. }

复制代码

2）完成读双口RAM的操作

1. static const struct file_operations adc_fops = {
   
2.         .read                = adc_read,
   
3.         .open                = adc_open,
   
4.         .release                = adc_release,
   
5.         .owner                = THIS_MODULE,
   
6. };

复制代码

3）把ADC注册成一个char型设备

1. static int __init adc9628_init(void)
   
2. {
   
3.         dev_t dev = MKDEV(LARK_ADC_MAJOR, 0);
   
4.         int ret;
   
5. 
   
6.         ret = register_chrdev_region(dev, max_adc_minors, "adc");
   
7.         if (ret)
   
8.                 goto error;
   
9. 
   
10.         cdev_init(&adc_cdev, &adc_fops);
    
11.         ret = cdev_add(&adc_cdev, dev, max_adc_minors);
    
12.         if (ret) {
    
13.                 goto error_region;
    
14.         }
    
15. 
    
16.         adc_class = class_create(THIS_MODULE, "adc");
    
17.         if (IS_ERR(adc_class)) {
    
18.                 printk(KERN_ERR "Error creating adc class.\n");
    
19.                 cdev_del(&adc_cdev);
    
20.                 ret = PTR_ERR(adc_class);
    
21.                 goto error_region;
    
22.         }
    
23.         adc_class->devnode = adc_devnode;
    
24.         device_create(adc_class, NULL, MKDEV(LARK_ADC_MAJOR, 0), NULL, "adc");
    
25. 
    
26.         if (!request_mem_region(BSP_ADC_ADDR,sizeof(u32),"adc9628")) {
    
27.                 printk( "Memory region busy\n");
    
28.                 return  -EBUSY;
    
29. 
    
30.         }
    
31.         gRegbase = ioremap_nocache(BSP_ADC_ADDR, sizeof(u32));
    
32.         if(!gRegbase) {
    
33.             printk( KERN_INFO" ioremap failed\n");
    
34.                 return -EIO;
    
35.         }
    
36.         
    
37.         if (!request_mem_region(BSP_FIFO_BASE,sizeof(u32)*1024,"adc9628_fifo")) {
    
38.                 printk( KERN_INFO"Memory region busy\n");
    
39.                 return  -EBUSY;
    
40. 
    
41.         }
    
42.         gFifobase = ioremap_nocache(BSP_FIFO_BASE, sizeof(u32)*1024);
    
43.         if(!gFifobase) {
    
44.             printk( KERN_INFO" ioremap failed\n");
    
45.                 return -EIO;
    
46.         }
    
47. 
    
48.         return 0;
    
49. 
    
50. error_region:
    
51.         unregister_chrdev_region(dev, max_adc_minors);
    
52. error:
    
53.         return ret;
    
54. }

复制代码

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: 92)

2015-4-23 00:01 上传

点击文件名下载附件

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；

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：

2）设置信号发生器

3）运行测试程序

1. root@arm:~/adc# ./adc_test
   
2. current id = 89
   
3. dong fft
   
4. caculate real valule
   
5. 
   
6. 146:chanel0 frequency = 14.970703, amplitude=2185
   
7. 
   
8. 293:chanel1 frequency = 30.043945, amplitude=1806

复制代码

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！

littleshrimp

这么高端，很是羡慕。

574433742

有点厉害。。。

chenzhufly

不厉害哦 比较简单的
刚学比较苦逼点

hunansunjianjun

你好，我看你的代码中 给AD的105M的时钟信号怎么只分配了P端 没有分配N端呢

hunansunjianjun

hunansunjianjun 发表于 2015-11-3 11:23
你好，我看你的代码中 给AD的105M的时钟信号怎么只分配了P端 没有分配N端呢

哦 原来只要分配P就行，N会自动分配。哎 好久没用ALTERA的器件了

ppbbcc

一口气看完了楼主的几篇文章，深受启发，感谢！！

pengchhui

有点厉害。。。

5525

楼主辛苦，
先顶
以后要细细看

userstar

很高的采样频率a

tufeikuaile

确实很有用,找了官网资料,一直没找到h2f控制部分的,api说明也没找到,这次总算有些启示了

wugz89

想问下 楼主是用什么编译程序的？DS-5吗？

xiyanghong

martin415

chenzhufly 发表于 2015-4-23 11:33
不厉害哦 比较简单的
刚学比较苦逼点

楼主，你看了你发的adc驱动，有些问题想请教下。bsp_adc_init()函数中
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 */

对于(0x1*4)， (0x4*4)，(0x4*4)写了对应值，是什么意思呢？ (0x1*4)，(0x4*4)， (0x4*4)是怎么来的呢？

dndn55

哦 原来只要分配P就行，N会自动分配。哎 好久没用ALTERA的器件了
哦 原来只要分配P就行，N会自动分配。哎 好久没用ALTERA的器件了

xiaoqiao84

谢谢楼主

chfanjiang

这么高端，很是羡慕。

clwclwclw

下来看看