c - FPGA模数转换DE1-SOC
问题描述
我有一个运行 Linux 的 DE1-SOC(Rev. C)。我在访问板载 ADC 时遇到问题。所有 8 个通道的输入是 3V Pk-Pk 正弦信号。板载 ADC 是 AD7928 12 位 8 通道 ADC。数据表说 ADC 可以处理双极性信号,并给出以下电路图:
所有八个通道都需要连续采样。并且 DE1-SOC 数据表指定将通道一寄存器设置为 1,这会激活 ADC 上的自动更新选项。这是我对代码的第一次尝试。它可以编译并运行,但值不正确,因为我的示波器也在测量输入 ADC 的相同信号。
#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;
}
它使用这个 Makefile 进行交叉编译:
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
谈到 ADC 和 DSP,我是个菜鸟,但理想情况下,我希望能够连续测量所有八个通道,记录每个通道中传入正弦波的 pk-pk(幅度),最终将是用于后处理。
截至目前,五个样本的输出始终为 0,除非我对通道 1 进行采样,否则所有五个样本均为 1,如下所示:
Samples [0]: 1
Samples [1]: 1
Samples [2]: 1
Samples [3]: 1
Samples [4]: 1
即使我增加样本数量,通道 1 始终为 1,所有其他通道始终为 0。
我认为我的问题可能是我的代码的组合,也可能没有缓冲电路?(但我不处理双极输入只是因为我可以在我的信号发生器上设置直流偏移,所以它是一个全正的 3v pk-pk。)
ADC 上的 Vref 被馈入均匀的 5V DC。我现在很迷茫,所以任何帮助或指示将不胜感激。
解决方案
我敢打赌,您的问题在于以下几行:
> volatile int *h2p_lw_adc_addr;
>
> *(int *)(h2p_lw_adc_addr + 4) = 1;
>
> samples[i] = *(int *)(h2p_lw_adc_addr + channel);
因为h2p_lw_adc_addr
是指向 的指针int
,所以你会从后面的两行得到错误的地址。
当您将数字 N 添加到int
指针时,结果指针N * sizeof(int)
大于int
指针。
更改指向指针的类型h2p_lw_adc_addr
以char
获得快速修复:
volatile char *h2p_lw_adc_addr;
或者,您可以更改偏移量:
*(int *)(h2p_lw_adc_addr + 1) = 1;
int channel = 4; // channel 4
但在那种情况下,我建议使用int32_t
oruint32_t
代替int
:
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