学习笔记之FPGA的XADC

学习笔记之FPGA的XADC

1.XADC简介

XADC包括一个双12位，每秒1兆采样（MSPS）ADC和片上传感器。 这些ADC为一系列应用提供了通用的高精度模拟接口。双ADC支持多种工作模式，ADC最多可以访问17个外部模拟输入通道。

XADC包括多个片上传感器，支持测量片上电源电压和芯片温度。 ADC转换数据存储在称为状态寄存器的专用寄存器中。可以通过JTAG TAP访问ADC转换数据。
相对于V5和V6系列，7系列FPGA中的XADC模块包含大量新功能和增强功能，通过初始化先前未定义的状态寄存器来启用新功能。
所有XADC专用引脚都位于bank 0中。有两种建议的配置。 在左侧，XADC由VCCAUX（1.8V）供电，并使用外部1.25V基准电压源。外部基准在精度和热漂移方面提供最佳性能。 铁氧体磁珠用于隔离模拟地和数字地。VCCAUX电源的附加低通滤波器将同样改善ADC性能。也可以将片内基准电压源用于ADC。 要使能片上参考源，必须将VREFP引脚接地，如右侧所示。 如果只需要基本的片上热量和电源监控，使用片上基准电压源可提供良好的性能。

2.引脚定义

①、AD0P_ to AD15P/AD0N to _AD15N：这些是多功能引脚，可以支持模拟输入或可用作常规数字I / O。 这些引脚最多支持差分辅助模拟输入通道（VAUXP / VAUXN）的16个正输入端子。 模拟输入通道非常灵活，并支持多种模拟输入信号类型。
②、VP/N_0：这是专用差分模拟输入通道（VP / VN）的正输入端子。 模拟输入通道非常灵活，并支持多种模拟输入信号类型。
Kintex-7设备不支持辅助通道6、7、13、14和15。 某些Virtex-7，Artix-7，Spartan-7和Zynq-7000 SoC器件封装选项中可能还不支持某些辅助模拟通道，具体情况具体看手册。
除了单个专用模拟输入对（VP / VN）外，外部模拟输入还使用两用I / O。在设计中例化XADC时，将这些FPGA数字I / O分别例化为模拟输入。最多可提供16个辅助模拟输入。所有模拟输入通道都是差分的，通常，辅助模拟输入在BANK15和BANK35上平均分配。
与ISE工具相比，Vivado®工具对辅助模拟输入的支持不同。 辅助模拟输入在ISE工具中不需要任何用户指定的约束或引脚位置。 ISE外部辅助输入不需要将I / O标准设置添加到约束文件（UCF）或PlanAhead™设计工具中。 在Vivado设计工具中，必须将辅助模拟输入分配给相关的引脚位置。

3.初始化XADC

如果在设计中未例化XADC，则访问此信息的唯一方法是通过JTAG访问。XADC端口如下，其端口含义可参照手册进行阅读，此处不再进行叙述：

4.模数转换

ADC的标称模拟输入范围为0V至1V。 在单极性模式（默认）下，当输入为1V时，ADC的模拟输入产生FFFh（12位）的满量程代码。