1. 項(xiàng)目概述

1.1 技術(shù)背景

米爾MYD-YT153開(kāi)發(fā)板搭載全志T153處理器，提供LocalBus(LBC)并行總線(xiàn)接口，適合連接高速外設(shè)。AD7616是ADI公司推出的16位高精度并行ADC，具有16通道差分輸入，廣泛應(yīng)用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集、儀器儀表等領(lǐng)域。

1.2 項(xiàng)目目標(biāo)

· 驗(yàn)證米爾MYD-YT153 LocalBus與AD7616的硬件兼容性

· 提供完整的軟件驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方案

· 評(píng)估系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)

圖：米爾基于全志T153核心板及開(kāi)發(fā)板

2. 硬件平臺(tái)架構(gòu)

2.1 核心硬件組件

圖：MYD-YT153開(kāi)發(fā)板和localbus接口

2.2 硬件連接要點(diǎn)

· 引腳一一對(duì)應(yīng)：AD7616模塊通過(guò)J23接口直連開(kāi)發(fā)板

· 電源連接：需外接5V電源至模塊供電引腳

· 信號(hào)完整性：并行總線(xiàn)長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，避免信號(hào)衰減

圖：J23 localbus接口定義

圖：MYD-YT153接入AD7616模塊

2.3 引腳沖突注意

T153處理器的LocalBus與RGMII2網(wǎng)絡(luò)接口存在引腳復(fù)用沖突：

· 必須選擇編譯支持LocalBus的鏡像(LVDS或DSI顯示配置)

· 同一時(shí)間只能使用一種功能

圖：Localbus與RGMII2沖突

3. 軟件環(huán)境配置

3.1 鏡像選擇

根據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)選擇相應(yīng)鏡像：

注：所有鏡像均支持LocalBus功能。

3.2 驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

// 驅(qū)動(dòng)層次

應(yīng)用層：platform\allwinner\industry\localbus\lbc_ad7616_test\lbc_ad7616_test.c (用戶(hù)空間測(cè)試程序)

驅(qū)動(dòng)層：bsp/drivers/lbc/sunxi_lbc_v2_drv.c(內(nèi)核驅(qū)動(dòng))

硬件層：LocalBus控制器(T153內(nèi)置)

4. AD7616工作模式解析

4.1測(cè)試代碼是否能正常工作

直接運(yùn)行代碼，看下是什么現(xiàn)象

圖：Lbc_ad7616_test程序運(yùn)行結(jié)果

可以看到一共分三部分

模式設(shè)置，設(shè)置了SEL[0-2]以及CS0片選，做了寄存器映射。

寄存器設(shè)置，針對(duì)0x02,0x04…0x27先寫(xiě)后度。

獲取結(jié)果，讀取每路通路結(jié)果，小數(shù)點(diǎn)后兩位。

4.2AD7616模塊分析

結(jié)合芯片手冊(cè)《ad7616.pdf》和軟件源碼 lbc_ad7616_test.c

圖：程序運(yùn)行流程圖

init_gpio 設(shè)置了GPIO_CH_SEL0 ， GPIO_CH_SEL1，GPIO_CH_SEL2 都為0，結(jié)合手冊(cè)可以看到這是通路選擇管腳，當(dāng)軟件模式時(shí)需要設(shè)置為0x000。

圖：CHSEL寄存器

AD7616_Set_Range(Range_0_V) 里面設(shè)置RANGE_SEL0 和 RANGE_SEL1 為0，結(jié)合手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)時(shí)設(shè)置的軟件模式.

圖：RNGSEL模式寄存器

map_shared_reg_region 和 map_chip_region 都是為了讀寫(xiě)寄存器做內(nèi)存映射。

run_ad7616_test 測(cè)試代碼關(guān)鍵，它一共分兩部分，初始化寄存器和讀數(shù)據(jù)。

圖：adc寫(xiě)寄存器和獲取結(jié)果流程

通過(guò)查詢(xún)寄存器可以得到如下信息

同樣方式，進(jìn)行總結(jié)

總結(jié)一下就是設(shè)置burst模式和啟用Sequencer模式，±5V量程。

好了，接著看測(cè)試邏輯 發(fā)送一次 CMD_SET_CONVST_IO 后，開(kāi)始讀取每個(gè)通道的值

這個(gè)邏輯就比較清晰了，16個(gè)通道輪詢(xún)方式讀取，然后判斷最高位是否是1還是0做區(qū)別，最后做一個(gè)5V量程轉(zhuǎn)換后輸出小數(shù)點(diǎn)后2位。

結(jié)合上面寄存器分析，量程處理代碼比較隨意，應(yīng)該要把2.5V,5V,10V 用宏控制，并和量產(chǎn)轉(zhuǎn)換形成對(duì)于關(guān)系。

那么它的實(shí)際精度是多少，作為一個(gè)16bitADC，理論精度是?32768 ~ +32767

當(dāng) sample_range = 5(±5V)時(shí)：

滿(mǎn)量程：10 V

碼值范圍：65536 個(gè)碼

1 LSB = 10V / 65536 ≈ 0.0001526 V

也就是：

≈ 152.6 μV / LSB

那釋放一下它的精度，不在控制輸出,把%6.2f改成%f即可。

接下來(lái)就涉及另一個(gè)問(wèn)題，采樣率到底是多少，其實(shí)就統(tǒng)計(jì)一下每秒這個(gè)讀取測(cè)試次數(shù)就知曉

最后統(tǒng)計(jì)出來(lái)每秒15幀，那肯定不是真實(shí)水平，清空所有打印再試試

此時(shí)可以看到每秒有接近9000次，由于每次采樣通道16，9000x16 = 144,000 samples / second，相當(dāng)于單通道 144kSPS水平。

5. 總結(jié)

通過(guò)本次測(cè)試，得出以下結(jié)論：

1. 精度驗(yàn)證：AD7616在±5V量程下實(shí)際分辨率達(dá)到152.6 μV，滿(mǎn)足16位ADC標(biāo)稱(chēng)性能。

2. 速率驗(yàn)證：系統(tǒng)實(shí)際采樣率達(dá)到144 kSPS(單通道等效)，雖未達(dá)到理論極限250 kSPS，但已滿(mǎn)足大多數(shù)應(yīng)用需求。

3. 優(yōu)化效果：通過(guò)減少軟件開(kāi)銷(xiāo)，性能提升顯著，證明系統(tǒng)瓶頸主要在軟件層面。

4. 實(shí)用價(jià)值：MYD-YT153 + AD7616組合為嵌入式高速數(shù)據(jù)采集提供了經(jīng)濟(jì)高效的解決方案，適合工業(yè)自動(dòng)化、測(cè)試測(cè)量等應(yīng)用。