FPGA基础设计（6）使用DAC的Interleaved模式_数据传输interleaved方式

本文介绍DAC芯片的Interleaved模式的使用，或者叫交错模式。

硬件设计与接口协议

Interleaved模式即用一组数字接口控制两个模拟信号输出，比如ADI公司的AD9763/AD9765/AD9767系列，具有双路10/12/14比特输出，最高时钟125M，可以采用dual-port模式或Interleaved模式。双口模式的用法和本系列第5篇中的介绍基本相同，本文着重讲述一下交错模式。

Red Pitaya开发板搭载的便是AD9767芯片，主要是因为这款开发板使用的芯片是Zynq的7010系列，PL部分管脚资源不是很多，使用Interleaved模式可以节省一组数字信号接口。相关部分的原理图如下所示：

DAC芯片的MODE管脚接地，即为Interleaved模式（拉高为dual-port模式）。只使用DDA一组接口控制OUT1和OUT2两路信号输出。Interleaved模式下17-20号管脚启用第二功能，IQWRT、IQCLK、IQRESET和IQSEL。ADI的官方芯片手册中可以查阅到Interleaved模式下的控制时序：

IQWRT和IQCLK保持同步即可，或者IQWRT的上升沿要早于IQCLK的上升沿。在IQCLK的上升沿，数据会刷新到DAC输出端口。IQSEL控制数据的输出通道，但注意只有在IQCLK为低电平的时候才能改变状态。这样在IQCLK设置为最高的125MHz情况下，每路信号输出最高支持62.5Mhz的刷新率。IQRESET信号是高电平有效的复位信号。

芯片手册中还着重强调了数据与时钟之间的时序关系，两者一定不能保持同步变化关系。如上图所示，当两者同步变化时，SNR只有10dB左右，输出信号质量很差。两者的变化起码要错开1ns的时间，保证达到60dB以上的信噪比。

FPGA设计

编写Verilog代码时照着时序图设计即可。首先要理清设计思路，IQSEL本质上就是IQCLK的2分频时钟，但是带有一个初始相位，具体是多少可以根据时钟周期来计算。如果IQCLK工作在125Mhz，IQSEL即为62.5Mhz，初始相位设置为90°即可。使用一个Clock Wizard IP核，由主时钟生成这两个时钟。整体设计的框图如下：

这里主时钟由ZYNQ7 IP核的FCLK_CLK0提供。DAC驱动模块中，复位信号IQRESET无需多言，系统复位时为高、正常工作时为低即可。需要注意的便是数据信号的切换，根据上面的时序图可以看出两种切换方式：在IQCLK的下降沿切换、在IQSEL的双边沿切换。一般来说比较忌讳时钟的双边沿同时做逻辑（因为比较难保证时序），因此最好使用前一种方式。

如果不是在Zynq中，只要将主时钟和clock wizard模块放在RTL设计中即可。假设OUT1和OUT2的信号源是一个相同的正弦波，首先最好通过仿真来确实时序设计的正确性，然后在板子中测试，结果如下：

两路信号都正确输出，完成了一组数据控制两路输出的设计。当然，双时钟控制法只是博主根据时序图自己构思的方法，还不知道是否有更好的解决方案，如果有欢迎各位留言。