基于AN108模块的ADC采集以太网传输#

实验Vivado工程为“ad9280_lwip”。

本章以AN108模块为例，介绍将ADC采集的数据通过以太网传输到上位机。

制定传输协议#

为了体现上位机的灵活性，基于UDP传输，制定了以下通讯协议，此协议包含在UDP数据包中。

一、获取板卡信息

（1）询问命令（共5字节，由上位机通过以太网发送）

字节数	1	4
命令信息	Header	0x00000000 或0x00010001

（2）应答命令（共27字节，由开发板通过以太网发送）

字节数	命令信息
1	Header\|0x01
4	0x00010001
6	板卡MAC地址
4	板卡IP地址
1	符号位 0x00:无符号数0x01有符号数此功能无效，上位机要求为有符号数
1	ADC有效数据长度，比如AD9226为12位，即12
1	采集一次 ADC的字节数，此功能无效，上位机要求ADC数据位宽为两个字节
1	采样通道（此功能上位机未实现）
4	采样率，即采样的频率，程序中设为65M
4	缓存的ADC数据长度，单位为字节

二、获取数据

（1）控制命令（由上位机发送数据请求）

字节数	命令信息
1	Header
4	0x00010002
6	板卡MAC地址，确认是本地的MAC地址
4	采样通道（此功能未实现）
4	采样次数（采集数据为16位，采样次数为缓存数据长度的一半）

（2）应答命令（由开发板发送）

字节数	命令信息
1	Header\|0x01
4	0x00010002
1024	ADC数据

每个UDP包都包含有Header，在第一个字节，其格式如下：

比特位	值（0）	值（1）
bit 0	查询或控制	应答
bit1~bit7	随机数据

注：当应答时，高7位随机数据保持不变，bit0设置为1

工作流程为：

上位机发送询问命令
开发板应答询问
上位机发送控制命令请求数据
开发板发送数据
步骤3和4循环

硬件环境搭建#

基于AN108 SG DMA的工程，将显示部分的的模块都删除，注意要把Ethernet0打开，使能MDIO

AX7015和AX7021开发板需要使能Ethernet PHY Reset并连接到MIO7，AX7020和AX7010开发板不需要使能Ethernet PHY Reset，具体参考提供的例程。

最终连接结果如下：

只保留AD9280的引脚绑定

重新生成下载文件，导出硬件信息。

Vitis程序开发#

ADC采集部分#

ADC的采集在前面已经讲过，在本章的Vitis中加入dma_bd和adc_dma.h

在main.c文件的main函数中，中断初始化，进行DMA的初始化，中断连接，建立BD链表

LWIP控制部分#

在本实验中需要使能lwip库，在Board Support Package Setting里设置

进行DHCP，pbuf的设置

在lwip_app.c文件中，start_udp用于udp初始化，前面已经讲过。

udp_receive函数为接收回调函数，在此函数中判断上位机发来的命令，格式请参考前面制定的传输协议。

transfer_data函数用于回答上位机的命令，在udp_receive

send_adc_data函数用于发送ADC数据到上位机，最前面的5个字节为TargetHeader，可参考传输协议。

在lwip_loop函数中，启动UDP传输，由于上位机只能显示一个通道的ADC数据，因此本实验中只打开CH1的通道。在while循环中，判断ADC数据是否采集完成，之后进行分包发送

需要注意的是上位机设置的缓存大小为1MB，由于上位机固定为数据位宽为两个字节，且为无符号位，因此在adc_dma.h中将AD9280的采集数设置为1024*512，ADC_BYTE设为2

并将数据转换为两个字节，有符号数。在lwip_app.c的while循环中实现。

板上验证#

连接开发板如下所示，需要保证PC网卡为千兆网卡，否则会因为网络速度过低，导致无法显示。将AN108模块插到扩展口，连接专用屏蔽线到波形发生器，为了方便观察显示效果，波形发生器采样频率设置范围为1KHz~1MHz，电压幅度最大为10V

AX7Z035/AX7Z100硬件连接图

2. 如果有DHCP服务器，会自动分配IP给开发板；如果没有DHCP服务器，默认开发板IP地址为192.168.1.11，需要将PC的IP地址设为同一网段，如下图所示。同时要确保网络里没有192.168.1.11的IP地址，否则会造成IP冲突，导致无法显示。可以在板子未上电前在CMD里输入ping 192.168.1.11查看是否能ping通，如果ping通，说明网络中有此IP地址，就无法验证。没有问题之后打开putty软件。