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米联客FEP-DAQ002-14-20M-65M-2模数转换模块使用手册

文档创建者：uisrc
浏览次数：1874
最后更新：2023-09-10
HW-FEP子卡
FEP子卡: 1_FEP-DAQx数据卡
1产品概述
2504661-20230910072210480-945113567.jpg

    FEP-DAQ002-14-20M-65M-2是一款14bits双通道20/65MSPS ADC采集模块，该方案采用了ADI的AD9248芯片，扩展接口支持米联客所有开发板，具有1.8V IO 和 3.3V IO接口2个版本。
2硬件参数概述
FEP-DAQ002-14-20M-2/ FEP-DAQ002-14-65M-2
ADC芯片
AD9248
采样精度
14bit
-3db带宽
145M(前置运放带宽决定)
IO电平
1.8V或者3.3V可选
采样频率
AD9248-20 0~20M
AD9248-65 0~65M
模拟通道
2个
触发IO
2个
输入电平
-5V~+5V
数据格式
偏移二进制(0~16383)
信噪比(SNR)
71.6 dBc
无杂散动态范围(SFDR)
80 dBc（至Nyquist频率，AD9248-65）
功耗
800MW
占用IO数量
35个GPIO


3引脚定义3.1 SMA引脚定义
引脚号
引脚名称
描述
PA
DAI
模拟输入通道1
PB
DBI
模拟输入通道2
TA
TriA
双向触发输入/输出1
TB
TriB
双向触发输入/输出2


3.2 AD9248芯片功能引脚定义
    AD9248工作于LVCMOS模式，数据接口简单,下图为芯片引脚定义以及采样时序。。
2504661-20230910072211086-959289364.jpg
非复合模式,一个数据通道采样1个模拟通道，采用LVCMOS SDR数据时序
2504661-20230910072211550-24768871.jpg
复合模式，一个数据通道采样2个模拟通道，采用LVCMOS DDR数据时序，这种工作模式下当 MUX_SELECT 为逻辑高时，通道 A 数据被定向到通道 A 输出总线，通道 B 数据被定向到通道 B 输出总线。当MUX_SELECT 为逻辑低电平时，通道数据取反，即通道 A 数据导向通道 B 输出总线，通道 B 数据导向通道 A 输出总线。通过切换 MUX_SELECT 位，复用数据可在任一输出数据端口上使用。
2504661-20230910072211945-319547206.jpg
4数据模式设置
AD9248可以通过配置DFS实现数据格式的设置
DFS脚电平
数据模式
低电平
偏移二进制和并行LVCMOS SDR
高电平
二进制补码和并行LVCMOS SDR


5原理图5.1 AD9248输入设计
2504661-20230910072212352-1505533675.jpg
2504661-20230910072212727-1679561092.jpg
2504661-20230910072213262-703052196.jpg
5.2 数字IO输入输出
2504661-20230910072213683-2075159129.jpg
5.3 FEP模块IO电平保护电路设计
FEP的接口电压可能不一致，可能导致FPGA IO或者FEP子卡的芯片IO损坏，因此设计如下电路，当工作于1.8V模式下，MP2143可以正常上电，否则无法上电。
2504661-20230910072214087-818738432.jpg
5.4 IO电平缓冲芯片
默认AD9248只能支持2.5V和3.3V IO通过SN74AVC16T245可以实现1.2V~3.3V的IO电平转换，我们这里只用到1.8V和3.3V 两种IO电平，以适应米联客不同的FEP扩展卡。
2504661-20230910072214557-400077088.jpg

5.5 FEP功能定义
2504661-20230910072215009-403593216.jpg
5.6FPGA PIN脚约束
米联客的代码管理规范,在对应的FPGA工程路径下创建uisrc路径，并且创建以下文件夹
01_rtl:放用户编写的rtl代码
02_sim:仿真文件或者工程
03_ip:放使用到的ip文件
04_pin:放fpga的pin脚约束文件或者时序约束文件
05_boot:放编译好的bit或者bin文件(一般为空)
06_doc:放本一些相关文档(一般为空)
2504661-20230910072215463-1402911753.jpg

6系统框图
2504661-20230910072215848-314491909.jpg
本方案种，把前面测试程序中的数据改为从ADC采集的数据
7 波形绘制
关于HDMI输出IP的部分这里不再介绍，VTC时序设计部分这里也不详细介绍。如果读者这些基础知识不清楚的，可以参考米联客入门级教学课程的教学资料。
7.1 AD9248采集驱动
AD9248为并行ADC，每一个时钟输出一个采样点，因此驱动简单，直接读取通过时钟同步过来的数据，所以这里只需要提供外部时钟给ADC，然后读取ADC的数据总线即可。
7.2 顶层模块调用程序
/**********************AD9248 ADC采集波形显示*************************
*********************************************************************/

`timescale 1ns / 1ns//仿真时间刻度/精度

module ad9248_top
(
input           I_sysclk_p,         //系统时钟输入  
output          O_ad9248_clka,      //A通道时钟输出  
input           I_ad9248_ora,      
input  [13:0]   I_ad9248_da,        //A通道数据输入

output          O_ad9248_clkb,      //B通道时钟输出  
input           I_ad9248_orb,
input  [13:0]   I_ad9248_db,        //B通道数据输入
output          O_card_power_en,    //子卡电源使能

output          O_HDMI_CLK_P,       //HDMI时钟输出 P端
output          O_HDMI_CLK_N,       //HDMI时钟输出 N端
output [2:0]    O_HDMI_TX_P,        //HDMI数据输出 P端
output [2:0]    O_HDMI_TX_N         //HDMI数据输出 N端
);

assign O_card_power_en = 1'b1; //子卡上电

wire pclkx1,pclkx5,adc_clk,locked; //MMCM/PLL时钟信号

assign O_ad9248_clka = adc_clk;
assign O_ad9248_clkb = adc_clk;

//例化MMCM/PLL IP
clk_wiz_1 clk_hdmi_pll_inst
(
.clk_in1(I_sysclk_p),
.reset(!rst_cnt[7]),
.locked(locked),
.clk_out1(pclkx1),//像素时钟
.clk_out2(pclkx5),//HDMI输出5倍像素时钟
.clk_out3(adc_clk)//给ADC采集用
);

wire vtc_rstn,vtc_clk,vtc_vs,vtc_hs,vtc_de,vtc2_de;
wire [23:0] wave_rgb; //RGB颜色寄存器
assign vtc_clk  = pclkx1;//像素时钟
assign vtc_rstn = locked;//VTC复位信号

//上电延迟复位
reg [7:0]    rst_cnt=0; //复位计数器
wire  rstn = rst_cnt[7];//用高位复位

always @(posedge I_sysclk_p)begin
    if (rst_cnt[7])
        rst_cnt <=  rst_cnt;
    else
        rst_cnt <= rst_cnt+1'b1;
end

//例化HDMI 输出IP
uihdmitx #
(
.FAMILY("7FAMILY")  //选择芯片所支持的系列"7FAMILY" "UFAMILY"            
)
uihdmitx_inst
(
.I_rstn         (locked),//复位
.I_HS           (vtc_hs),//hs信号
.I_VS           (vtc_vs),//vs信号
.I_VDE          (vtc_de),//de信号
.I_RGB          (wave_rgb),//RGB数据
.I_PCLKX1       (pclkx1),//像素时钟
.I_PCLKX2_5     (1'b0),//2.5倍像素时钟，只有UFAMILY需要
.I_PCLKX5       (pclkx5),//5倍像素时钟
.O_TMDS_TX_CLK_P(O_HDMI_CLK_P),//HDMI时钟输出P端
.O_TMDS_TX_CLK_N(O_HDMI_CLK_N),//HDMI时钟输出N端
.O_TMDS_TX_P    (O_HDMI_TX_P),//HDMI输出数据P端
.O_TMDS_TX_N    (O_HDMI_TX_N)//HDMI输出数据N端
);

//此VTC IP 用于产生绘制波形的有效区域，波形绘制区域大小未1024*600
uivtc#
(
.H_ActiveSize(1280),          //视频时间参数,行视频信号，一行有效(需要显示的部分)像素所占的时钟数，一个时钟对应一个有效像素
.H_SyncStart(1280+88),        //视频时间参数,行同步开始，即多少时钟数后开始产生行同步信号
.H_SyncEnd(1280+88+44),       //视频时间参数,行同步结束，即多少时钟数后停止产生行同步信号，之后就是行有效数据部分
.H_FrameSize(1280+88+44+239), //视频时间参数,行视频信号，一行视频信号总计占用的时钟数
.V_ActiveSize(720),           //视频时间参数,场视频信号，一帧图像所占用的有效(需要显示的部分)行数量，通常说的视频分辨率即H_ActiveSize*V_ActiveSize
.V_SyncStart(720+4),          //视频时间参数,场同步开始，即多少行数后开始产生场同步信号
.V_SyncEnd (720+4+5),         //视频时间参数,场同步结束，即多少场数后停止产生场同步信号，之后就是场有效数据部分
.V_FrameSize(720+4+5+28),     //视频时间参数,场视频信号，一帧视频信号总计占用的行数量
.H2_ActiveSize(1024),         //波形绘制区域行像素大小        
.V2_ActiveSize(256)           //波形绘制区域场像素大小
)
uivtc_inst
(
.I_vtc_clk   (vtc_clk),  //系统时钟
.I_vtc_rstn  (vtc_rstn), //系统复位
.I_vtc2_offset_x(128),   //X坐标相对屏幕的原始坐标的偏移
.I_vtc2_offset_y(200),   //Y坐标相对屏幕的原始坐标的偏移
.O_vtc_vs    (vtc_vs),   //场同步输出
.O_vtc_hs    (vtc_hs),   //行同步输出
.O_vtc_de    (vtc_de),   //视频数据有效
.O_vtc2_de   (vtc2_de)   //绘制波形显示区域的有效区域
);

ila_0 ila_dbg (
.clk(adc_clk), // input wire clk
.probe0({I_ad9248_db,I_ad9248_da}) // input wire [1:0] probe0
);

//测试数据产生，通过test_data产生测试数据，可以用于测试波形显示器的基本功能测试
//reg [7:0]test_data =0;
//always @(posedge vtc_clk)
//  if(vtc2_de)
//       test_data[7:0] = test_data + 1'b1;

//例化波形显示器 IP，默认支持2个通道数据，可以扩展支持更多通道
uiwave uiwave_inst
(
//波形1
.I_wave1_clk(O_ad9248_clka),//系统时钟输入
.I_wave1_data(I_ad9248_da[13:6]),//ADC只显示高8bits 数据
.I_wave1_data_de(1'b1),//ADC数据有效信号

//波形2
.I_wave2_clk(O_ad9248_clkb),//系统时钟输入
.I_wave2_data(I_ad9248_db[13:6]),//ADC只显示高8bits 数据
.I_wave2_data_de(1'b1),//ADC数据有效信号

.I_vtc_rstn(vtc_rstn),//时序发生复位
.I_vtc_clk (vtc_clk), //像素时钟
.I_vtc_vs  (vtc_vs),  //场同步输出
.I_vtc_de  (vtc2_de),//同步，绘制波形显示区域的有效区域
.O_vtc_rgb (wave_rgb)//同步RGB数据 绘制数据输出  

);

endmodule



7.3 设置画中画区域7.3.1 显示区域时序
显示器上的图像，是从液晶屏的左上角，一个像素点一个像素点绘制，当一行所有绘制完成，进行下一行的绘制。利用肉眼的视觉暂留原理，一般1秒显示25帧以上，我们就能看到视频是动态的。
本方案中，我们绘制的波形曲线只需要显示波形的数据点，比如对于1920*1080的显示区域，我们只要绘制1920点波形点，即可。
为了方便我们理解，我们定义HS方向是X坐标，VS方向是Y坐标。
比如我们这里设计的是显示1024个波形数据点，在绘制每一行图像的时候，比对每一个数据和VS的Y坐标是否相等，如果相等就绘制这个波形点。这样我们就能完成1024个波形点在整个屏幕的显示。
2504661-20230910072216279-642690716.jpg
7.3.2 画中画的vtc视频时序模块设计
2504661-20230910072216676-1756354564.jpg
我们这里显示的波形数据点是1024，高度是256,因此我们需要实现一个画中画的功能。栅格绘制，以及波形数据点会以画中画的有效区域进行显示。
支持画中画的uivtc.v源码

/*************uivtc(video timing controller)视频时序控制器*************
--版本号1.1
--以下是米联客设计的uivtc(video timing controller)视频时序控制器
--1.代码简洁，占用极少逻辑资源，代码结构清晰，逻辑设计严谨
--2.使用方便，只需要输入6个参数既可以实现对不同视频分辨率时序的控制
--3.该视频时序控制，一个时钟对应一个像素
--4.通常我们说的像素，比如1080P代表了1920*1080是指视频的有效显示区域，实际的视频还包含不能显示的区域，比如行同步，场同步时间
--5.通常我们说的行视频信号，也称之为视频的水平像素信号；场视频信号，也称之为视频的垂直像素信号；
--6.针对波形绘制，增加画中画绘制区域功能
*********************************************************************/

`timescale 1ns / 1ns //仿真时间刻度/精度

module uivtc#
(
parameter H_ActiveSize   =   1980,               //视频时间参数,行视频信号，一行有效(需要显示的部分)像素所占的时钟数，一个时钟对应一个有效像素
parameter H_FrameSize    =   1920+88+44+148,     //视频时间参数,行视频信号，一行视频信号总计占用的时钟数
parameter H_SyncStart    =   1920+88,            //视频时间参数,行同步开始，即多少时钟数后开始产生行同步信号
parameter H_SyncEnd      =   1920+88+44,         //视频时间参数,行同步结束，即多少时钟数后停止产生行同步信号，之后就是行有效数据部分

parameter V_ActiveSize   =   1080,               //视频时间参数,场视频信号，一帧图像所占用的有效(需要显示的部分)行数量，通常说的视频分辨率即H_ActiveSize*V_ActiveSize
parameter V_FrameSize    =   1080+4+5+36,        //视频时间参数,场视频信号，一帧视频信号总计占用的行数量
parameter V_SyncStart    =   1080+4,             //视频时间参数,场同步开始，即多少行数后开始产生场同步信号
parameter V_SyncEnd      =   1080+4+5,           //视频时间参数,场同步结束，即多少场数后停止产生场同步信号，之后就是场有效数据部分

parameter H2_ActiveSize  =   640,
parameter V2_ActiveSize  =   480
)
(
input           I_vtc_rstn,//系统复位
input           I_vtc_clk, //系统时钟
output  reg     O_vtc_vs,  //场同步输出
output  reg     O_vtc_hs,  //行同步输出
output  reg     O_vtc_de,  //视频数据有效  
input  [11:0]   I_vtc2_offset_x,//相对屏幕原点(左上角)X方向偏移
input  [11:0]   I_vtc2_offset_y,//相对屏幕原点(左上角)Y方向偏移
output  reg     O_vtc2_de       //绘制有效的显示区域
);

reg [11:0] hcnt = 12'd0;    //行像素计数器，寄存器
reg [11:0] vcnt = 12'd0;    //场像素计数器，寄存器  
reg [2 :0] rst_cnt = 3'd0;  //复位计数器，寄存器
wire rst_sync = rst_cnt[2]; //同步复位

always @(posedge I_vtc_clk or negedge I_vtc_rstn)begin //通过计数器产生同步复位
    if(I_vtc_rstn == 1'b0)
        rst_cnt <= 3'd0;
    else if(rst_cnt[2] == 1'b0)
        rst_cnt <= rst_cnt + 1'b1;
end   

//行像素计数器
always @(posedge I_vtc_clk)begin
    if(rst_sync == 1'b0) //复位
        hcnt <= 12'd0;
    else if(hcnt != (H_FrameSize - 1'b1))//计数范围从0 ~ H_FrameSize-1
        hcnt <= hcnt + 1'b1;
    else
        hcnt <= 12'd0;
end        

//场计数器，用于计数已经完成的行视频信号
always @(posedge I_vtc_clk)begin
    if(rst_sync == 1'b0)
        vcnt <= 12'd0;
    else if(hcnt == (H_ActiveSize  - 1'b1)) begin//是否一行像素结束
           vcnt <= (vcnt == (V_FrameSize - 1'b1)) ? 12'd0 : vcnt + 1'b1;//每一行计数，场计数器加1，计数范围0~V_FrameSize - 1
    end
end

wire hs_valid  =  hcnt < H_ActiveSize; //行信号有效像素部分
wire vs_valid  =  vcnt < V_ActiveSize; //场信号有效像素部分
wire vtc_hs   =  (hcnt >= H_SyncStart && hcnt < H_SyncEnd);//产生hs，行同步信号
wire vtc_vs    = (vcnt > V_SyncStart && vcnt <= V_SyncEnd);//产生vs，场同步信号      
wire vtc_de   =  hs_valid && vs_valid;//只有当行像素有效和场像素同时有效，视频数据部分才是有效

//画中画，波形绘制区域
wire hs2_valid  =  (hcnt>=I_vtc2_offset_x)&& (hcnt<(I_vtc2_offset_x+H2_ActiveSize)); //画中画，波形绘制区域HS有效信号
wire vs2_valid  =  (vcnt>=I_vtc2_offset_y)&& (vcnt<(I_vtc2_offset_y+V2_ActiveSize)); //画中画，波形绘制区域VS有效信号
wire vtc2_de    =  hs2_valid && vs2_valid; //画中画，数据有效绘制信号

//完一次寄存打拍输出，有利于改善时序，尤其对于高分辨率，高速的信号，打拍可以改善内部时序，以运行于更高速度
always @(posedge I_vtc_clk)begin
    if(rst_sync == 1'b0)begin
        O_vtc_vs <= 1'b0;
        O_vtc_hs <= 1'b0;
        O_vtc_de <= 1'b0;
        O_vtc2_de <= 1'b0;
    end
    else begin
        O_vtc_vs <= vtc_vs; //场同步信号打拍输出
        O_vtc_hs <= vtc_hs; //行同步信号打拍输出
        O_vtc_de <= vtc_de; //视频有效信号打拍输出
        O_vtc2_de <= vtc2_de; //画中画，数据有效绘制信号
    end
end

endmodule


7.3.3 栅格绘制波形绘制
uiwave.v
`timescale 1ns / 1ns
module uiwave
(

//波形1
input         I_wave1_clk,      //波形1时钟
input  [7 :0] I_wave1_data,     //波形1数据
input         I_wave1_data_de,  //波形1数据有效

//波形2
input         I_wave2_clk,      //波形2时钟
input  [7 :0] I_wave2_data,     //波形2数据
input         I_wave2_data_de,  //波形2数据有效

//VTC时序输入
input         I_vtc_rstn,       //时序复位输入
input         I_vtc_clk,        //时序时钟输入
input         I_vtc_vs,         //VS-帧同步，信号同步输入
input         I_vtc_de,         //de有效区域，信号同步输入

//同步时序输出，以及像素输出
output        O_vtc_vs,         //帧同步输出
output        O_vtc_de,         //de信号同步后输出
output reg [23:0] O_vtc_rgb     //同步输出显示颜色
);

reg  [1  :0] vtc_vs_r; //vs寄存器
reg  [1  :0] vtc_de_r; //de寄存器
reg  [11 :0] vcnt,hcnt;//vcnt计数有多少行，hcnt计数有多少列

reg    grid_de; //栅格绘制使能

assign O_vtc_vs = vtc_vs_r[0]; //同步后输出O_vtc_vs
assign O_vtc_de = vtc_de_r[0]; //同步后输出O_vtc_de

//寄存,同步
always @(posedge I_vtc_clk)begin
    vtc_vs_r <= {vtc_vs_r[0],I_vtc_vs};
    vtc_de_r <= {vtc_de_r[0],I_vtc_de};
end

//以下hcnt用于计数列，vcnt用于计数行数

//hcnt像素计数器
always @(posedge I_vtc_clk)begin
    if(hcnt == 1023)
        hcnt <= 12'd0;
    else if(vtc_de_r[0] && (hcnt != 1023)) //hcnt计数列，共计1024个像素
        hcnt <= hcnt + 1'b1;
end

//vcnt计数有多少行
always @(posedge I_vtc_clk)begin
    if(vtc_vs_r == 2'b01)
        vcnt <= 8'd0;
    else if((vtc_de_r == 2'b10) && (vcnt != 255)) //以de信号用于计数行，共计256行
        vcnt <= vcnt + 1'b1;
end

//栅格绘制
always @(posedge I_vtc_clk)begin
    if((hcnt[2:0]==7&&(vcnt[5:0]==63||vcnt == 0))||((hcnt[5:0]==63||hcnt==0)&&vcnt[2:0]==7)||(vcnt == 0 && hcnt==0))
        grid_de <= O_vtc_de;
    else
        grid_de <= 1'b0;
end

//1--绘制波形曲线1，绿色点
//2--绘制波形曲线2，黄色点
//3--绘制栅格虚线，白色点
//4--绘制背景色，黑色
always @(posedge I_vtc_clk)begin
    casex({grid_de,wave2_pixel_en,wave1_pixel_en})
            3'bxx1:
               O_vtc_rgb <= {8'h00,8'hff,8'h00};   //wave1信号显示像素颜色
            3'bx10:
               O_vtc_rgb <= {8'hff,8'hff,8'h00};   //wave2信号显示像素颜色
            3'b100:
               O_vtc_rgb <= {8'h96,8'h96,8'h96};   //网格显示像素为白色点
        default:
               O_vtc_rgb <= {8'h00,8'h00,8'h00};   //黑色背景
    endcase
end

//波形缓存1，以及波形绘制像素点输出使能
uiwave_buf uiwave1_buf_inst
(
.I_wave_clk    (I_wave1_clk),     //写数据输入时钟，和ADC采集时钟同步
.I_wave_data   (I_wave1_data),    //写数据
.I_wave_data_de(I_wave1_data_de), //写数据有效

.I_vtc_clk      (I_vtc_clk),      //VTC时序发生器时钟输入
.I_vtc_rstn     (I_vtc_rstn),     //VTC时序发生器复位
.I_vtc_de_r     (vtc_de_r[0]),    //VTC时序发生器的de有效区域输入
.I_vtc_vs       (I_vtc_vs),      //VTC时序发生器的VS同步信号输入
.I_vtc_vcnt     (vcnt),           //vtc的数据偏移，主要对有符号数据进行调整
.O_pixel_en     (wave1_pixel_en)  //输出输出使能
);

//波形缓存2，以及波形绘制像素点输出使能
uiwave_buf uiwave2_buf_inst
(
.I_wave_clk      (I_wave2_clk),     //写数据输入时钟，和ADC采集时钟同步
.I_wave_data     (I_wave2_data),    //写数据
.I_wave_data_de  (I_wave2_data_de), //写数据有效

.I_vtc_clk       (I_vtc_clk),       //VTC时序发生器时钟输入
.I_vtc_rstn      (I_vtc_rstn),      //VTC时序发生器复位
.I_vtc_de_r      (vtc_de_r[0]),     //VTC时序发生器的de有效区域输入
.I_vtc_vs        (I_vtc_vs),       //VTC时序发生器的VS同步信号输入
.I_vtc_vcnt      (vcnt),            //vtc的数据偏移，主要对有符号数据进行调整
.O_pixel_en      (wave2_pixel_en)   //输出输出使能
);

endmodule


7.3.4 波形点缓存
uiwave_buf.v通过BRAM缓存ADC数据
/*************uiwave_buf简易波形绘制驱动******************************
--版本号1.0
--1.代码简洁，占用极少逻辑资源，代码结构清晰，逻辑设计严谨
--2.使用方便，只需要输入ADC的值，就能完成波形绘制
--3.占用资源少，波形输入8bits ADC值，存储到BLOCK RAM 只需要1048*8bit 大小的BRAM，即可完成1通道的波形存储
--4.乒乓绘制，当绘制一个波形的时候，另外个波形存储到另外一段地址空间
--5.绘制过程中，每一行数据都读出和Y坐标匹配，如果匹配成功，使能O_pixel_en绘制这个数据点
*********************************************************************/

`timescale 1ns / 1ns //仿真时间刻度/精度

module uiwave_buf
(
input     I_wave_clk,    //写数据输入时钟，和ADC采集时钟同步
input  [7 :0] I_wave_data,   //写数据
input         I_wave_data_de,//写数据有效

input         I_vtc_clk,     //VTC时序发生器时钟输入
input         I_vtc_rstn,    //VTC时序发生器复位
input         I_vtc_vs,      //VTC时序发生器的VS同步信号输入
input         I_vtc_de_r,    //VTC时序发生器的de有效区域输入
input  [7 :0] I_vtc_vcnt,    //vtc的数据偏移，主要对有符号数据进行调整
output        O_pixel_en     //输出输出使能
);

//BRAM 简单双口BRAM
reg  [9 :0] addra = 0;  //BRAM 通道A地址   
//reg         ena   = 0;  //BRAM 通道A使能
reg         wea   = 0;  //BRAM 通道A写使能
reg  [9 :0] addrb = 0;  //BRAM 通道B地址
reg         enb   = 0;  //BRAM 通道B读使能
reg  [0 :0] WR_S,RD_S;  //写状态机，读状态机
reg         buf_flag;//buf_flag用于乒乓地址缓存切换
reg         addr0_en;//用于设置写第一个数据相对地址0

wire [7 :0] wave_data;//写波形数据到BRAM
reg  [3 :0] async_vtc_vs =0; //同步信号

always @(posedge I_wave_clk)begin //对异步I_vtc_vs采样
    async_vtc_vs <= {async_vtc_vs[2:0],I_vtc_vs};
end

//绘制波形数据点使能，绘制原理:
//当匹配到存储的ADC数据和正在扫描的Y坐标值一致就输出，每个X坐标方向绘制1个波形点
assign   O_pixel_en  = I_vtc_de_r&(I_vtc_vcnt[7:0] == wave_data[7:0]);

//写BRAM 状态机
always @(posedge I_wave_clk or negedge I_vtc_rstn)begin
    if(I_vtc_rstn == 1'b0)begin //复位重置所有寄存器
       addra      <= 10'd0;
       addr0_en   <= 1'b1;
       wea      <= 1'b0;
       buf_flag   <= 1'b0;
       WR_S     <= 1'd0;
    end
    else begin
        case(WR_S) //写状态机
        0:begin
        if(I_wave_data_de)begin //有效波形数据点
               if(addra == 1023)begin //1024个数据写完
                 wea      <= 1'b0; //停止写
                 addra    <= 0;    //相对地址设置0
                 addr0_en <= 1'b1;
                 WR_S     <= 1'd1;//进入状态机1
               end
               else begin //写入1024个数据
                 wea      <= 1'b1; //写使能
                 addr0_en <= 1'b0;
                 addra    <= (addr0_en == 1'b0) ? (addra + 1'b1) : 0;//相对地址递增
               end
            end
            else begin
              wea <= 1'b0;
            end
        end
        1:begin //等待VTC时序同步
            if(async_vtc_vs[3:2] == 2'b10)begin//当数据同步后，准备下一次写
               WR_S     <= 1'd0; //回到状态0
               buf_flag <= ~buf_flag;//乒乓地址切换
            end
        end
        default:WR_S   <= 2'd0;
        endcase
     end
end

//读BRAM 状态机
always @(posedge I_vtc_clk or negedge I_vtc_rstn)begin
    if(I_vtc_rstn == 1'b0)begin//复位重置所有寄存器
       addrb   <= 10'd0;
       RD_S    <= 1'd0;
    end
    else begin
        case(RD_S)
        0:begin
          if(I_vtc_de_r)begin //I_vtc_de_r代表了有效绘制区域
               if(addrb == 1023)begin //1024个数据读完
                 addrb <= 0;    //相对地址设置0
                 RD_S  <= 1'd1; //进入状态1
               end
               else //没一样都会扫描所有的ADC数据
                 addrb   <= addrb + 1'b1;//相对地址递增
            end
        end
    1:begin
          if(I_vtc_de_r == 0) //等待de变为0
                RD_S <= 0; //回到状态0重新扫描

        end
        default:RD_S   <= 1'd0;
        endcase
     end
end  

wave_ram buf_inst(
.dina(I_wave_data), //写入波形数据
.addra({buf_flag,addra}), //写地址，其中addra是相对地址，buf_flag是地址高位，用于读写的乒乓切换
.wea(wea), //写使能
.clka(I_wave_clk),//写时钟

.doutb(wave_data), //读出的波形数据
.addrb({~buf_flag,addrb}), //写地址，其中addrb是相对地址，buf_flag是地址高位，用于读写的乒乓切换
.clkb(I_vtc_clk)//读时钟
);

endmodule



7.4 测试结果7.4.1 硬件接线
以MLK-F6-7015为演示板卡，其他板卡类似
2504661-20230910072217158-1342255810.jpg
设置波形发生器产生测试波形
2504661-20230910072217605-350221671.jpg
7.4.2 测试结果
2504661-20230910072218127-1026600805.jpg
逻辑分析仪采集的结果
2504661-20230910072218644-771854387.jpg
上图中ad9248_orb代表了输入范围超过了采样范围,可以把波形发生器的输出幅度调小一些
2504661-20230910072219074-1207863352.jpg


附录1:FEP卡命名规则(MLK-NV2023版本)1 FEP-DAQ模数转换类系列命名
模拟数字采集，数模转换模块命名规则
2504661-20230910072219483-1821734362.jpg
FEP:FEP系列
DAQ:模数转换系列
Num:编号
Bit:采样位宽
SPS:采样率
Channels:支持的采样速率
2 FEP-AUD音频类系列命名
音频模块命名
2504661-20230910072219834-1844887646.jpg
FEP:FEP系列
AUD:音频系列
Num:编号
Bit:采样位宽
SPS:采样率
Channels:支持的采样速率
3 FEP-COM通信类系列命名
2504661-20230910072220206-1664531188.jpg
FEP:FEP系列
COM:通用通信类模块或者IO模块
Num:编号
Class1:类型，预留
Class2:类型，预留
4 FEP-LAN通信类系列命名
2504661-20230910072220625-1023527978.jpg
FEP:FEP系列
LAN:以太网通信类
Num:编号
Class1:类型，预留
Class2:类型，预留
5 FEP-VID通信类系列命名
2504661-20230910072220998-648733276.jpg
FEP:FEP系列
VID:视频类
Num:编号
Class1:类型，预留
Class2:类型，预留
6 FEP-CAM摄像头类
2504661-20230910072221368-786447136.jpg
FEP:FEP系列
CAM:摄像头类
Num:编号
Class1:类型，预留
Class2:类型，预留
7 FEP-MEM存储类
2504661-20230910072221766-2141421485.jpg
FEP:FEP系列
MEM:存储类
Num:编号
Class1:类型，预留
Class2:类型，预留

附录2:常见问题1 联系方式
技术微信：18951232035
技术电话：18951232035

官方微信公众号（新微信公众号）：
2504661-20230910072222115-1136190112.jpg
2 售后
1、7天无理由退货(人为原因除外)
2、质保期限：本司产品自快递签收之日起，提供一年质保服务(主芯片，比如FPGA 或者CPU等除外)。
3、维修换货，需提供淘宝订单编号或合同编号，联系销售/技术支持安排退回事宜。
售后维修请登录工单系统：https://www.uisrc.com/plugin.php?id=x7ree_service
4、以下情形不属于质保范畴。
A:由于用户使用不当造成板子的损坏：比如电压过高造成的开发板短路，自行焊接造成的焊盘脱落、铜线起皮 等
B:用户日常维护不当造成板子的损坏：比如放置不当导致线路板腐蚀、基板出现裂纹等
5、质保范畴外（上方第4条）及质保期限以外的产品，本司提供有偿维修服务。维修仅收取器件材料成本，往返运 费全部由客户承担。
6、寄回地址，登录网页获取最新的售后地址：https://www.uisrc.com/t-1982.html
3 销售
天猫米联客旗舰店：https://milianke.tmall.com
京东米联客旗舰店：https://milianke.jd.com/
FPGA|SOC生态店：https://milianke.taobao.com

销售电话：18921033576

常州溧阳总部：常州溧阳市中关村吴潭渡路雅创高科制造谷 10-1幢楼
4 在线视频5 资源下载6 软件或其他下载
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