FPGA与ADC的SPI配置实战篇5_ADS528X_SPI配置

前几篇咱们分别以ADI公司和TI公司的高速ADC为实例(AD9429、AD9639、ADS52J90)，向大家演示FPGA是如何通过SPI协议向该ADC读写寄存器配置数据的，所述的方法都是通用型的SPI读写操作，适用于任何FPGA与ADC的SPI配置。

 

本篇咱们再介绍一种更简单的SPI写操作方式。大家可能已经发现，ADI和TI的某些高速ADC只有SPI写的功能，也就是说只能往ADC里配置寄存器参数，而不能把参数再读出来。这样的话，FPGA设计SPI代码时就没必要考虑读寄存器参数这个功能了，而如果只是往ADC里写配置数据，那么就有更为简单的实现方式，理解起来也非常容易。

 

比如TI公司的ADS5281和ADS5282这两款芯片，就是8通道、50MSPS/65MSPS、12bit采样精度的高速串行ADC，使用的非常广泛，而其只有写寄存器的功能，而没有读寄存器的功能。如下图所示为ADS5282的功能框图，且配置接口包含4个信号：低电平有效的reset、SPI的Cs、SPI的SCLK以及SPI的SDATA，其中SDATA只作为配置数据输入接口，相当于sdin。

 

本篇实例操作方式采用的是virtex5系列的FPGA，操作软件为ISE14.7。如下图所示为本人设计过的基于该系列ADC的8通道数据采集板卡：

TI的该款ADC的SPI写配置时序图如下所示：

简单来说，就是在在CS_n低电平期间，SCLK上升沿时，SDATA写入8bit的地址(A7-A0)和16bit配置数据(D15-D0)，共24个SCLK周期完成写寄存器操作，另外该芯片无读寄存器功能。

本次的SPI写配置逻辑的顶层逻辑接口如下图所示：

本例程以3个寄存器的写操作为例，介绍一种简单的SPI写配置方式，如下图所示为定义的3个24bit寄存器参数，高8位是地址，低16位是数据：

如下图所示为写操作的逻辑，状态0初始化，状态1不断发送24bit寄存器参数，状态2为配置完一个寄存器参数，等待5个时钟周期，再进行下一个寄存器参数的配置，这里的操作只显示了第一个寄存器配置，其余两个与这里是完全一样的。这种写操作方式和前面多篇介绍的写操作也是类似，大家可以相互对比一下~

关键之处来了！前几篇例程里都需要在系统时钟下，状态机里描述SCLK的输出状态，以保证SCLK和SDATA的时序关系。这里咱们就没这个必要了，直接对系统时钟取反输出，即可作为SCLK。

 

如下图所示为写3个寄存器的时序图，可以看到SCLK为5M系统时钟的取反，和CS_n以及SDATA的SPI写时序关系正好合适！

 

咱们再看看逻辑实现的写过程的具体时序图：

下图所示为写C_AcfgReg1=24'h14_00_ff的实际时序：

下图所示为写C_AcfgReg2= 24'h25_00_00的实际时序：

下图所示为写C_AcfgReg3= 24'h2A_00_00的实际时序：

本篇作为附加篇，主要是想告诉大家，咱们很多时候不需要读配置寄存器的数据，只需配置好ADC让其正常工作就可以了。这种情况下，咱们就用这篇介绍的简单方式就可以，非常便于理解和实际操作~