8 - PS XADC接口实验

1 实验任务

本实验任务是通过PS侧的XADC接口，读取PL侧的XADC硬核测量的芯片温度、供电电压等信息， 并通过串口打印出来。

2 系统框图

3 硬件设计

3.1 Block Design

1. 添加ZYNQ7 Processing System IP核
   • （1）在Peripheral I/O页面
     • 1）勾选UART
     • 2）正确选择Bank 0和Bank 1的电压
   • （2）在DDR Configuration页面
     • 1）DDR Controller Configuration下，合理配置Memory Type、Memory Part和Bus Width等参数

3.2 注意事项

1. 将XADC配置为默认安全模式（Default Safe Mode），在该模式下：
   • （1）Channel Selection：详见ug480的Table 4-3
   • （2）Channel Averaging ：默认16
   • （3）Channel Analog-Input Mode ：默认Unipolar
   • （4）Channel Settling Time ：默认4 XADCCLK
   • （5）ALM[7:0] Outputs：默认Disabled
   • （6）OT Output：默认Enabled
   • （7）注意：在默认安全模式下，（1）~（4）设置不受XADC控制寄存器设置的影响（The XADC operates independently of any other control register settings in this mode.）
     • 1）通过XSysMon_SetSeqChEnables函数禁用所有通道后，用Vivado Hardware Manager抓信号发现，XADC依然按照Table 4-3所示的通道顺序进行采样并转换
2. 个人建议：
   • （1）在PL侧例化一个XADC IP核，完成基本配置
   • （2）在PS侧初始化XADC实例后，使用API函数获取温度和电压值即可
3. 时序图：如下图所示，注意
   • （1）CHANNEL表示上一个已转换完成的通道，而不是当前正在转换的通道
   • （2）EOC表示CHANNEL通道的转换结果已写入寄存器
   • （3）EOS在整个序列的最后一个通道的转换结果写入寄存器后和EOC同步拉高
   • （4）08是校验通道，周期略长
     

4 软件设计

4.1 注意事项

无。

4.2 工程源码

/***************************** Include Files ********************************/

#include "stdio.h"
#include "xparameters.h"
#include "xadcps.h"
#include "sleep.h"

/************************** Constant Definitions ****************************/

#define XADC_DEVICE_ID 		XPAR_XADCPS_0_DEVICE_ID

/**************************** Type Definitions ******************************/

/***************** Macros (Inline Functions) Definitions ********************/

/************************** Function Prototypes *****************************/

int XadcInit(XAdcPs* XadcInstPtr);

/************************** Variable Definitions ****************************/

XAdcPs XadcInst;

/****************************************************************************/

int main()
{
	//
	int Status;

	u32 TempRawData;		// 温度			原始数据
	u32 VccPintRawData;		// PS侧内核电压		原始数据
	u32 VccPauxRawData;		// PS侧辅助电压		原始数据
	u32 VccoDdrRawData;		// PS侧DDR电压	原始数据
	u32 VccIntRawData;		// PL侧内核电压		原始数据
	u32 VccAuxRawData;		// PL侧辅助电压		原始数据
	u32 VccBramRawData;		// PL侧BRAM电压	原始数据

	float TempRealData;		// 温度			真实数据
	float VccPintRealData;	// PS侧内核电压		真实数据
	float VccPauxRealData;	// PS侧辅助电压		真实数据
	float VccoDdrRealData;	// PS侧DDR电压	真实数据
	float VccIntRealData;	// PL侧内核电压		真实数据
	float VccAuxRealData;	// PL侧辅助电压		真实数据
	float VccBramRealData;	// PL侧BRAM电压	真实数据

	//
	printf("PS XADC Test.\n");

	//
	Status = XadcInit(&XadcInst);
	if (Status == XST_FAILURE) {
		printf("Error : ps xadc initialization failed.\n");
		return XST_FAILURE;
	}

	//
	while(1) {
		//
		sleep(5);

		//
		printf("\n");

		// 获取温度
		TempRawData = XAdcPs_GetAdcData(&XadcInst, XADCPS_CH_TEMP);
		TempRealData = XAdcPs_RawToTemperature(TempRawData);
		printf("温度 = %f C.\n", TempRealData);

		// 获取PS侧内核电压
		VccPintRawData = XAdcPs_GetAdcData(&XadcInst, XADCPS_CH_VCCPINT);
		VccPintRealData = XAdcPs_RawToVoltage(VccPintRawData);
		printf("PS侧内核电压\t\t= %.3f V.\n", VccPintRealData);

		// 获取PS侧辅助电压
		VccPauxRawData = XAdcPs_GetAdcData(&XadcInst, XADCPS_CH_VCCPAUX);
		VccPauxRealData = XAdcPs_RawToVoltage(VccPauxRawData);
		printf("PS侧辅助电压\t\t= %.3f V.\n", VccPauxRealData);

		// 获取PS侧DDR电压
		VccoDdrRawData = XAdcPs_GetAdcData(&XadcInst, XADCPS_CH_VCCPDRO);
		VccoDdrRealData = XAdcPs_RawToVoltage(VccoDdrRawData);
		printf("PS侧DDR电压\t\t= %.3f V.\n", VccoDdrRealData);

		// 获取PL侧内核电压
		VccIntRawData = XAdcPs_GetAdcData(&XadcInst, XADCPS_CH_VCCINT);
		VccIntRealData = XAdcPs_RawToVoltage(VccIntRawData);
		printf("PL侧内核电压\t\t= %.3f V.\n", VccIntRealData);

		// 获取PL侧辅助电压
		VccAuxRawData = XAdcPs_GetAdcData(&XadcInst, XADCPS_CH_VCCAUX);
		VccAuxRealData = XAdcPs_RawToVoltage(VccAuxRawData);
		printf("PL侧辅助电压\t\t= %.3f V.\n", VccAuxRealData);

		// 获取PL侧BRAM电压
		VccBramRawData = XAdcPs_GetAdcData(&XadcInst, XADCPS_CH_VBRAM);
		VccBramRealData = XAdcPs_RawToVoltage(VccBramRawData);
		printf("PL侧BRAM电压\t= %.3f V.\n", VccBramRealData);
	}

	//
	return XST_SUCCESS;
}

/****************************************************************************/

int XadcInit(XAdcPs* XadcInstPtr)
{
	//
	int Status;
	XAdcPs_Config* XadcConfigPtr;

	//
	XadcConfigPtr = XAdcPs_LookupConfig(XPAR_XADCPS_0_DEVICE_ID);
	if (XadcConfigPtr == NULL) {
		return XST_FAILURE;
	}

	Status = XAdcPs_CfgInitialize(XadcInstPtr, XadcConfigPtr, XadcConfigPtr->BaseAddress);
	if (Status != XST_SUCCESS) {
		return XST_FAILURE;
	}

	//
	XAdcPs_SetSequencerMode(XadcInstPtr, XADCPS_SEQ_MODE_SAFE);

	//
	return XST_SUCCESS;
}