AD9361参数设置总结
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5 AD9361 参考设计说明(PS侧软件部分)
5.1 AD9361 no-OS Software 概述
AD9361 no-OS Software是ADI公司提供的AD9361的软件部分,运行在CPU(也就是Zynq的ARM)中,该程序为裸机程序(即无操作系统的程序),可以AD9361各个参数进行配置,对PL中的一些寄存器进行读写,控制发送数据源,控制DMAC(DMA控制器)对发送和接收的数据进行传输,从而实现AD9361的基本功能:对数据的接收、处理和发送。整个程序是使用C语言来完成的。
5.2 AD9361 no-OS Software 顶层目录说明
在ADI官网可以下载到no-OS-Software的源码,下载到的源码包含了很多ADI的收发器,列出的是AD9361的no-OS-Software中的文件和文件夹目录结构
目录 子文件 解释说明
console_commands | command.h 、command.c |
console.h、console.c | |
1 | 2 |
platform_altera Altera平台的相关文件(使用Xilinx平台无需该文件)
platform_generic 通用平台的相关文件(使用Xilinx平台无需该文件)
platform_linux Linux平台相关的文件(使用Xilinx平台无需该文件)
platform_xilinx adc_core.h、adc_core.c 模数转换模块控制文件,包括模块的初始化和数据传输等
dac_core.h、dac_core.c 模数转换模块控制文件,包括模块的初始化和数据传输等
Platform.c、platform.h Xilinx平台一些驱动文件
parameters.h 以上文件所用到的参数的宏定义文件
ad9361.c AD9361的驱动文件,比如增益控制函数等
ad9361.h
ad9361_api.c AD9361应用编程接口驱动文件,比如AD9361的初始化函数
ad9361_api.h
common.h 通用驱动文件,包含时钟结构体和通用宏定义
config.h AD9361和 AD9361 API的配置文件
main.c 整个软件部分的main函数文件
util.c util驱动文件
util.h
| | |
表 1 AD9361 no-OS-Software源码目录结构
5.3 main.c文件
main.c文件是main函数所在文件,是整个程序的入口。
main.c文件的开头是需要条件编译的头文件和宏定义。
/****************************Include Files ***********************************/#include "config.h"
#include "ad9361_api.h"
#include "parameters.h"
#include "platform.h"
#ifdef CONSOLE_COMMANDS
#include "command.h"
#include "console.h"
#endif
#ifdef XILINX_PLATFORM
#include <xil_cache.h>
#endif
#if defined XILINX_PLATFORM || defined LINUX_PLATFORM
#include "adc_core.h"
#include "dac_core.h"
#include "adc_interrupt.h"
#include "SD_card.h"
#endif
因此,在使用时需要根据情况在程序最开始对一些参数进行宏定义,
使用ZC702需要添加语句:
#define XILINX_PLATFORM
如需使用命令行控制AD9361,需要添加语句:
#define CONSOLE_COMMANDS
如需使用ADC的数据捕获功能,需要添加语句:
#define CAPTURE_SCRIPT
然后是命令行函数所用到的一些变量的定义、对AD9361初始化所需要参数的变量定义和AD9361接收和发射端滤波器的定义。
AD9361_InitParam default_init_param = {/* Identification number */0, //id_no;/* Reference Clock */40000000UL, //reference_clk_rate/* Base Configuration */0, //two_rx_two_tx_mode_enable *** adi,2rx-2tx-mode-enable1, //one_rx_one_tx_mode_use_rx_num *** adi,1rx-1tx-mode-use-rx-num1, //one_rx_one_tx_mode_use_tx_num *** adi,1rx-1tx-mode-use-tx-num1, //frequency_division_duplex_mode_enable *** adi,frequency-division-duplex-mode-enable0, //frequency_division_duplex_independent_mode_enable *** adi,frequency-division-duplex-independent-mode-enable0, //tdd_use_dual_synth_mode_enable *** adi,tdd-use-dual-synth-mode-enable0, //tdd_skip_vco_cal_enable *** adi,tdd-skip-vco-cal-enable0, //tx_fastlock_delay_ns *** adi,tx-fastlock-delay-ns0, //rx_fastlock_delay_ns *** adi,rx-fastlock-delay-ns0, //rx_fastlock_pincontrol_enable *** adi,rx-fastlock-pincontrol-enable0, //tx_fastlock_pincontrol_enable *** adi,tx-fastlock-pincontrol-enable0, //external_rx_lo_enable *** adi,external-rx-lo-enable0, //external_tx_lo_enable *** adi,external-tx-lo-enable5, //dc_offset_tracking_update_event_mask *** adi,dc-offset-tracking-update-event-mask6, //dc_offset_attenuation_high_range *** adi,dc-offset-attenuation-high-range
之后的部分是整个软件部分的主函数,主函数的程序流程图如图 6所示(默认定义了XILINX_PLATFORM常量):main流程图.vsdx
图 9 main函数流程图
DAC模块初始化使用的函数为dac_init函数
ADC数据捕获使用到的函数为adc_capture函数
这两个函数是控制数据传输的主要函数,下面的章节将会详细介绍这两个函数。
5.4 dac_init函数
dac_init为DAC模块初始化函数,也负责DMA传输部分,将DDR中的数据送给AD9361。
dac_init函数的函数声明为:
第一个参数 struct ad9361_rf_phy *phy 为指向AD9361的射频设备结构体的指针。
第二个参数 uint8_t data_sel为 需要发送的数据源的选择:
enum dds_data_select
{DATA_SEL_DDS,DATA_SEL_SED,DATA_SEL_DMA,DATA_SEL_ZERO, /* OUTPUT 0 */DATA_SEL_PN7,DATA_SEL_PN15,DATA_SEL_PN23,DATA_SEL_PN31,DATA_SEL_LB, /* loopback data (ADC) */DATA_SEL_PNXX, /* (Device specific) */USER_DATA,
};
0表示发送DDS生成的信号;
2表示通过DMA发送DDR中的信号数据,该数据在dac_core.c开头定义;
3表示发送全0信号;
4-7表示发送随机数信号;
8表示发送从ADC中接收到的数据信号;
9表示发送选定设备的信号;
10为用户数据(需要在函数中添加代码)
第三个参数为DMA设置的标准位,0表示设置;1表示不设置。
下图为dac_init函数的流程图:dac_init流程图.vsdx
图 10 dac_init函数流程图
其中需要重点关注配置DAC的DMAC的部分(橙色部分),配置DMAC的流程图如图 8所示:
图 11 dac DMAC部分流程图
源代码如下:
dac_dma_write(AXI_DMAC_REG_CTRL, 0);//初始化DMA
dac_dma_write(AXI_DMAC_REG_CTRL, AXI_DMAC_CTRL_ENABLE);//DMA通道使能
dac_dma_write(AXI_DMAC_REG_SRC_ADDRESS, DAC_DDR_BASEADDR);//设置DMA的传输源地址为DDR的基地址
dac_dma_write(AXI_DMAC_REG_SRC_STRIDE, 0x0);
dac_dma_write(AXI_DMAC_REG_X_LENGTH, length - 1);//Number of bytes to transfer - 1
dac_dma_write(AXI_DMAC_REG_Y_LENGTH, 0x0); //Number of rows to transfer - 1
dac_dma_write(AXI_DMAC_REG_START_TRANSFER, 0x1); //向传输队列中加入传输请求
dac_dma_write函数的作用是向选定地址(第一个参数)中写入数值(第二个参数)
以上这些宏定义都是DMAC的寄存器地址:
AXI_DMAC_REG_CTRL:DMAC总控制寄存器,两位00表示关闭DMA通道;01表示使能DMA通道;
AXI_DMAC_REG_SRC_ADDRESS:传输源地址寄存器,内容为DMA传输的源地址(即数据所在地址);
AXI_DMAC_REG_SRC_STRIDE:传输每行的字节数;
AXI_DMAC_REG_X_LENGTH:传输数据的总字节数;
AXI_DMAC_REG_Y_LENGTH:传输数据的行数;
AXI_DMAC_REG_START_TRANSFER:传输开始寄存器,写入1会将新的传输加入传输队列;
关于这些寄存器和其完整的说明在HDL Core RegMap.pdf
DMA传输支持2维传输(即按行列传输),但是目前只需要一维传输,因此,在源代码里向AXI_DMAC_REG_SRC_ADDRESS和AXI_DMAC_REG_Y_LENGTH写入0表示只使用一维传输。
在传输用户数据时,也应该在将用户数据进行调制后,参照以上代码,使用DMA方式发送数据
5.5 adc_capture函数
adc_capture函数为数据捕获函数,也负责DMA传输数据到 DDR
adc_init函数的函数声明为:
第一个参数size为要捕获的数据量(个);
第二个参数为start_adress存储捕获数据的目的地址。
图 9为dac_init函数的流程图:
图 12 adc_captur函数流程图
源代码如下:
int32_t adc_capture(uint32_t size, uint32_t start_address)
{uint32_t reg_val;if(adc_st.rx2tx2){length = (size * 8);}else{length = (size * 4);}
上图的源码为adc_capture函数的第一部分——数据单位转换部分,adc_capture函数的第一个参数size为用户想要捕获到的数据量,单位是“个”,但是在DMAC的很多寄存器中,比如AXI_DMAC_REG_X_LENGTH寄存器,其中的数值为传输的数据的总字节数,单位为“字节”,因此需要将size单位转换为“字节”。如果打开了双通道,那么捕获的数据数据会占用双倍的存储空间。
adc_dma_write(AXI_DMAC_REG_CTRL, 0x0); //初始化DMA通道
adc_dma_write(AXI_DMAC_REG_CTRL, AXI_DMAC_CTRL_ENABLE);//DMA通道使能adc_dma_write(AXI_DMAC_REG_IRQ_MASK, 0x0);//取消屏蔽.//adc_dma_read(AXI_DMAC_REG_TRANSFER_ID, &transfer_id);//读取下一个传输的ID号(5位)adc_dma_read(AXI_DMAC_REG_IRQ_PENDING, ®_val); /*读取中断状态:一个传输完成后 END_OF_TRANSFER 即 [1]位 置 1,一个传输加入队列后 START_OF_TRANSFER 即 [0]位 置 1 */adc_dma_write(AXI_DMAC_REG_IRQ_PENDING, reg_val);//写入中断状态寄存器,使中断寄存器初始化adc_dma_write(AXI_DMAC_REG_DEST_STRIDE, 0x0);//设置目的地址中从一行的开始和下一行之间的字节数
adc_dma_write(AXI_DMAC_REG_X_LENGTH, length - 1);//传输的字节数
adc_dma_write(AXI_DMAC_REG_Y_LENGTH, 0x0);//传输的行数adc_dma_write(AXI_DMAC_REG_DEST_ADDRESS, start_address); //设置传输的目的地址(destination address)
adc_dma_write(AXI_DMAC_REG_START_TRANSFER, 0x1);//加入传输队列
上图为adc_capture函数的第二部分——DMA配置部分,其中与ADC模块相比不同的寄存器为:
AXI_DMAC_REG_IRQ_MASK:中断屏蔽寄存器,[1]位为EOT(End Of Transfer)IRQ,[0]位为SOT(Start Of Transfer) IRQ,哪一位置1,就表示那一位的中断请求被屏蔽;
AXI_DMAC_REG_IRQ_PENDING:读取中断状态:一个传输完成后 END_OF_TRANSFER 即 [1] 位 置 1,一个传输加入队列后 START_OF_TRANSFER 即 [0] 位 置 1 */
AXI_DMAC_REG_TRANSFER_ID:该寄存器的数值为下一次传输的ID号。
//Wait until the new transfer is queued.do{adc_dma_read(AXI_DMAC_REG_START_TRANSFER, ®_val);}while(reg_val == 1);*/// Wait until the current transfer is completed.
do{adc_dma_read(AXI_DMAC_REG_IRQ_PENDING, ®_val);}while(1);//reg_val !=0011b*///Wait until the transfer with the ID transfer_id is completed.
do{adc_dma_read(AXI_DMAC_REG_TRANSFER_DONE, ®_val); //读取传输完成的ID号}while((reg_val & (1 << transfer_id)) != (1 << transfer_id));
上图为上图为adc_capture函数的第三部分——判断与等待
1.等待,直到一个新的传输加入传输队列
读取AXI_DMAC_REG_START_TRANSFER寄存器的值,值为1时循环,值为0时跳出循环。
之前已经向AXI_DMAC_REG_START_TRANSFER写入了1,在这时判断AXI_DMAC_REG_START_TRANSFER的值,若是1,表示新的传输仍然在排队,若是0,表示新的传输已经开始。
2.等待,直到目前的传输完成。
读取AXI_DMAC_REG_IRQ_PENDING的值,当传输进行时,AXI_DMAC_REG_IRQ_PENDING的[0]位SOT位始终为1,当传输完成时,[1]为EOT位由0置为1,之后两位都会被清0。因此,当AXI_DMAC_REG_IRQ_PENDING的值为3时,表示传输完成。
3.等待,直到ID为transfer_id的传输完成
这一步是为了验证之前设置的传输已经完成。
MCU如何配置AD9361请参考该文章
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