Блок приема данных от внешнего АЦП с поддержкой ПДП по интерфейсу SPI

Разработан сложнофункциональный блок (СФ-блок), обеспечивающий прием потоковых данных от внешнего аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) по последовательному периферийному интерфейсу (SPI). Особенностью данного блока является то, что АЦП выступает в роли ведущего, генерируя тактовый сигнал и управляя обменом по шине SPI. Взаимодействие с АЦП такого типа требует реализации контроллера SPI в режиме ведомого. Предлагаемый СФ-блок состоит из ведомого контроллера SPI, блока конфигурационных регистров и модуля прямого доступа к памяти (ПДП). Использование ПДП позволяет минимизировать участие центрального процессора: последовательность данных, принятых от АЦП, накапливается во внутреннем буфере, после чего происходит пакетная передача по заданному адресу в системную память без программного вмешательства. Блок поддерживает работу с АЦП разрядностью 10, 12, 14 и 16 бит. В блоке реализованы однократный, кольцевой режимы ПДП и система прерываний по событиям заполнения буфера.

1. Texas Instruments. ADS8513 16-bit, 40-kSPS Serial Output Analog-to-Digital Converter. Datasheet, SBAS112.

2. Jiménez Sánchez, J. Advanced System on Chip Field Programmable Gate Array Powered Data Acquisition System for Pixel Detectors / J. Jiménez Sánchez, P. Blanco Carmona, J. Hinojo [и др.] // Sensors. — 2023. — Vol. 24. — Art. 218. — DOI 10.3390/s24010218.

3. Topko, Yu. SoC FPGA Based Data Acquisition System for Position Sensitive Silicon Detectors / Yu. Topko, B. Topko, S. Khabarov, N. Zamyatin // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. — 2022. — Т. 1033. — Ст. 166680. — DOI 10.1016/j.nima.2022.166680.

4. Choi, S. FPGA-Based Multi-Channel Real-Time Data Acquisition System / S. Choi, H. Yang, Y. Noh, G. Kim, E. Kwon, H. Yoo // Electronics. — 2024. — Vol. 13. — Art. 2950. — DOI 10.3390/electronics13152950.

5. Manduchi, G. A Versatile Board for Event Driven Data Acquisition / G. Manduchi, A. Rigoni Garola, L. Trevisan, T. Patton // Sensors. — 2024. — Т. 24. — Ст. 1631. — DOI 10.3390/s24051631.

6. Van Muoi, N. A Reproducible FPGA–ADC Synchronization Architecture for High Speed Data Acquisition / N. Van Muoi, N. Dong // Data. — 2026. — Т. 11. — Ст. 23. — DOI 10.3390/data11010023.

7. Zabolotny, W. Versatile DMA Engine for High Energy Physics Data Acquisition Implemented with High Level Synthesis / W. Zabolotny // Electronics. — 2023. — Т. 12. — Ст. 883. — DOI 10.3390/electronics12040883.