1、硬件設計
1.1、信號輸出設計
DAC輸出的頻率為6G的差分交流耦合的方式,所以后級連接了一個巴倫,將差分轉為單端,最后通過SMP頭輸送至外部。
信號輸出
1.2、時鐘輸入設計
DAC的時鐘輸入是有外部直接提供(大小為6G),在輸入的前級通過-R7時鐘扇出4路提供給4片DAC。的功能框圖如下圖所示:
功能框圖
扇出的時鐘是差分時鐘,通過交流耦合的方式進入到DAC的差分輸入管教,匹配電路如下圖所示:
DAC時鐘輸入
注:在實際測試階段,選用外部信號源提供1.5G作為時鐘輸入,所以在啟用鎖相環功能,將1.5G倍頻至6G。
1.3、和設計
在協議中,用來實現傳輸確定性時延(其作用會在工作模式定義中介紹)。該信號由產生,其電平標準為LVDS、頻率大小為7.8125M,參照公式如下:
=/(R\times D)
其中,R和D均為整數,本設計中R=128、D=6。
側的(前級)
DAC側的(后級)
其中,同時向4片DAC和FPGA提供時鐘。
1.4、SYNC輸出設計
由于是DAC,所以同步信號由DAC向FAPG發送。當SYNC拉高時8255的a口工作在方式1輸入時,表示FPGA和DAC之間link上。按照協議規定,SYNC必須為直流耦合,該信號接入至FPGA的普通IO引腳上。
DAC側SYNC信號
1.5、CML輸入設計
DAC芯片的數據通過CML接口輸出,共8對CML信號(實際上并未全部使用)。實現數據的接收需要使用FPGA內部的專用高數串行首發器MGT。DAC是CML數據輸出只需要交流耦合,直接和MGT專用管腳連接。
DAC側的連接
FPGA側的連接
1.6、DAC控制設計
FPGA對DAC的控制由4線的SPI通信總線控制。
SPI總線(上、下拉參照IEEE Std 1149.1標準)
2、工作模式定義
所以在模式選擇中,根據下表進行選擇:
最終,我們選擇雙通道、模式0。
還能夠實現FFH(跳頻),允許在31個額外的NCO之間快速跳轉8255的a口工作在方式1輸入時,每個NCO都以32位精度操作。在兩跳之間可以保持相干和相位連續性的各類操作模式。假設每個頻率調諧字(FTW)都已預加載,只需要一個SPI寫就可以跳到下一個頻率。在調試過程中,專門預留一個VIO對NCO進行在線配置(初始默認中頻為1G)。