VC709开发板XADC模拟数字转换器详解与原理图分析

"该文主要讨论了XADC模拟数字转换器在VC709开发板上的应用和原理图分析，重点介绍了Xilinx 7系列FPGA的特性，以及VC709开发板的硬件配置，包括FPGA的引脚分布、各功能模块的银行分配、配置电路等。" 在Xilinx的7系列FPGA中，XADC（Xilinx Analog-to-Digital Converter）是一个集成的组件，它包含了两个独立的12位1 MSPS模数转换器、17通道模拟多路复用器前端和温度及供电电压传感器。在VC709开发板上，XADC不仅能够进行FPGA内部传感器的测量，如内部模块温度、Vccint、Vccaux以及Vccbram的监控，还支持对外部信号的测量。开发板上的VCCINT和Vccbram共享同一个1 V电源，而跳线J42则用于选择使用外部差分参考电压Vref或XADC芯片自身的参考电压。 开发板的核心是XC7VX690T-FFG1761 FPGA，这款FPGA拥有17个I/O BANKS，每个BANK有50个用户IO引脚，且所有IOBANK的电压不超过1.8V。此外，9个GTH quad用于高速数据传输，每个quad包含4个GTH收发器。FPGA的引脚分布在各个bank中，服务于不同的功能模块，例如配置、DDR3内存接口、FMC_HPC接口、SFP+控制、USB到UART、BPI Flash、LED显示等。 FPGA的配置电路有两种主要模式：JTAG配置模式和主并（BPI FLASH）模式。JTAG模式适用于快速配置，但断电后配置信息会丢失，需要在每次上电时重新配置。而主并模式则可以将配置文件存储在FLASH中，保持配置的持久性。在主并模式下，可以通过拨码开关设置高两位地址。配置过程中，INIT_B、PROG_B和DONE是关键信号，它们分别指示芯片初始化状态、重配置请求和配置完成状态。 初始化时，INIT_B信号变为低电平，红灯亮起，表示FPGA正在进行初始化；当初始化结束，绿灯亮起，表明配置完成。PROG_B信号用于触发重配置，当其变为低电平时，FPGA会进入重配置阶段。最后，DONE信号在配置完成后变为高电平，指示配置成功。 VC709开发板结合XADC和7系列FPGA，提供了丰富的功能和灵活的配置选项，适用于各种复杂的数字系统设计和测试。通过对开发板的深入理解，开发者可以更好地利用这些资源进行硬件原型设计和验证。