基于Xilinx K7-410T的高速DAC之AD9129开发笔记（二）

引言：上一篇文章我们简单介绍了AD9129的基础知识，包括芯片的重要特性，外部接口相关的信号特性等。本篇我们重点介绍下项目中FPGA与AD9129互联的原理图设计，包括LVDS IO接口设计、时钟电路以、供电设计以及PCB设计。

1. LVDS数据接口设计

当AD9129作为FPGA外设进行互联设计时，需要考虑AD9129芯片IO接口电平，DAC芯片与K7芯片互联的IO Bank。AD9129与FPGA互联接口特性如下表所示。

表1 AD9129接口特性

根据FPGA其他外设整体布局规划，DAC分配至FPGA Bank12和Bank13上，如下图所示。

图1：FPGA IO Bank规划

由于Bank12和Bank13为HR IO Bank，FPGA LVDS接口电平标准为LVDS_25，特性如下图所示，因此这两个Bank VCCO采用2.5V供电。

表2 LVDS_25 DC特性

DAC LVDS数据及控制接口设计如下图所示。

图2：FPGA与AD9129 LVDS IO分配电路

图3：AD9129外围电路设计

另外，考虑到DAC控制接口电平为LVCMOS18电平标准，当DAC控制接口与FPGA 2.5V VCCO IO互联时，需要使用电平转换芯片，以满足IO Bank电气兼容要求。详细原理图设计如下图。

    FPGA IO Bank供电

 图4：    DAC SPI电平转换电路

2.时钟电路设计

手册推荐的典型时钟供电电路如下图所示。

图5：AD9129典型时钟电路

DACCLK_x输入的峰峰值电压为0.25~2V，典型值为1V，共模电压为1.25V。DACCLK_x输入时钟频率范围为1.4G~2.85GHz。

本设计选用ADI ADF4355为AD9129提供时钟，原理图如下图。

图6：时钟电路设计

3.电源设计

AD9129电源分为模拟电源和数字电源，整个芯片最大功耗在1.1W左右，最大功耗工作时，需要考虑芯片散热问题。

模拟电源VSSA=-1.5V，Imax=54mA;

模拟电源VDDA=1.8V，Imax=230mA；

数字电源VDD=1.8V，Imax=336mA。

图7：AD9129供电电路   

图8：AD9129滤波电路

4. AD9129 PCB设计

电路板采用12层PCB设计，层叠设计如下图所示。

图9：PCB层叠设计

AD9129电路设计完成的PCB版图如下图所示。

图10：AD9129 PCB设计（图中绿色范围内）

5. 小结 

本篇我们重点介绍了FPGA与AD9129互联的原理图设计，包括LVDS IO接口设计、时钟电路以、供电设计以及PCB设计。下一篇再对AD9129接口SPI接。

 延伸阅读：基于Xilinx K7-410T的高速DAC之AD9129开发笔记（一）