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高速数据采集卡设计方案:886-基于RFSOC的8路5G ADC和8路9G的DAC PCIe卡
Hexiaoyan91 | 2025-09-17 11:06:44    阅读:57   发布文章

一、板卡概述

      板卡使用Xilinx最新的第三代RFSOC系列,单颗芯片包含8路ADC和DAC,64-bit Cortex A53系列4核CPU,Cortex-R5F实时处理核,以及大容量FPGA。
对主机接口采用PCIe Gen4x8,配合PCIe DMA传输,支持高速数据采集和传输。

二、产品特性:
 
 ●  基于Zynq RFSoC系列FPGA,支持8路最高5G ADC和8路最高9G的DAC;
 ●  支持外部时钟输入1路, 外触发,外同步各1路;
 ●  PL 1组64 bit 2400M DDR4,支持PL部分高速存储和处理。 单组4GB字节容量,PL部分8GB字节容量。
 ●  支持16个GPIO
PS部分内容:
 ●  PS部分1组64bit位宽DDR4,单组4GB字节
 ●  可配置的Dual QSPI 加载
 ●  支持MicroSD卡加载
 ●  1000Base-T以太网(RJ45)端口(CPU端)
 ●  USB接口支持,调试RS232 1路,
 ●  标准PCIe全高半长板型(167 x 111 mm ),适配常见主机、服务器
 ●  PCIe Gen4 x8,高速数据通讯,附带DMA传输例程
 
软件开发内容:


 

接口

AD

DA

ARM  AXI

DDR

PCIe

指标

8路
5Gbps 
14bit

8路
9.85Gbps 14bit

DMA 传输
400MB/s

一组10GB/s,
共2组

PCIeX8 V4.0,8GB/s

PL部分,主要分为:
1,PCIe XDMA部分,PCIe分为寄存器通道和数据DMA通道,寄存器用于板卡控制和状态监控,。实现参考累加数的PCIe上传,实现8GB/秒传输。
2,DDR4读写参考程序。
3,RF硬件控制,用于控制板卡上PLL,ADC和DAC控制。
4,AD数据接口模块,实现AD数据采集入PL;
5,DA数据接口模块,实现DDS数据或者AD采集数据环回DA播出。
6,PL端 40路 IO的输入输出测试。
PS部分软件
ARM的DDR读写, SD卡,EMMC读写,Flash读写,网络和RS232读写。
Linux移植,甲方来完成。
时钟设计:
板卡时钟灵活,支持多种应用配置,模拟部分的时钟,采用LMK04828,双PLL锁相环。
如果采用板内时钟,用TCXO和VCXO双锁相环,提供稳定可靠的模拟时钟。同时也输出一路给FPGA进行数字处理。
该方案也支持使用外部独立输入时钟,通过LMK04828扇出后输出给ADC和DAC。

数字部分,使用高集成度的SI5341B,单路芯片输出PS和PL所需的各路时钟。

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