如何为DSP接口模式配置MAX2769C ADC寄存器

MAX2769C ADC输出支持两种类型的基带接口：默认模式和DSP接口模式。本应用笔记讨论如何为DSP接口模式配置ADC寄存器。默认模式配置请参考MAX2769C数据资料。

介绍

MAX2769C是全球导航卫星系统（GNSS）接收器，在单芯片上集成GPS、GLONASS、伽利略和北斗导航卫星系统。这款单转换 GNSS 接收器旨在为工业应用和广泛的消费类应用（包括移动手机）提供高性能。

MAX2769C包括一个片内ADC，用于对下变频GNSS信号进行数字化处理。ADC输出CMOS逻辑电平，I和Q通道均具有一个或两个量化位，I通道最多为三个量化位。还提供I和Q模拟输出，可旁路片内ADC。

当使用ADC时，MAX2769C支持两种类型的基带接口：

在默认模式下，I和Q采样分别在I0和I1输出以及Q0和Q1输出上输出。用户可以选择寄存器配置使用每个I和Q样本的位数。每个CLK_OUT周期的I和Q输出上输出一个样本。

在DSP接口模式下，多达4位可以多路复用到单个输出上。

MAX2769C数据资料仅详细解释默认模式。本应用笔记说明如何配置DSP接口模式所需的寄存器。

DSP 接口模式

概述

DSP接口有两个目的。首先，DSP接口将ADC数据组装成帧，这些帧通过帧号在每个帧的开头插入时序信息。其次，DSP接口为多位ADC数据输出情况下的数据序列化提供了一种手段。

帧计数器的值作为时间戳插入到每个帧开头的数据流中。DIEID 代码的 2 位和STRM_BITS字的 2 位前缀为 28 位长的帧号，使得帧（时间戳）的总长度为 32 位，位于每个帧的开头。

在帧戳位之后，GPS 数据被序列化为位 0 的 16 位段，后跟位 1、位 2 和位 3。要序列化的位数由STRM_BITS字控制，该字在 1 位、2 位和 4 位大小写之间进行选择。

描述

片内多位ADC对下变频GPS信号进行数字化处理，并将数据输出为四个逻辑信号（位0、位1、位2、位3），分别代表I和/或Q通道中的符号/幅度、无符号二进制或二进制补码二进制数据。有关数据格式的详细说明，请参阅IC数据手册。

ADC的分辨率最多可设置为每通道3位。例如，符号/幅度格式的 2 位 I 和 Q 数据映射如下：位 0 = Sign_I，位 1 = Mag_I，位 2 = Sign_Q，位 3 = Mag_Q。

数据可以序列化为位 0 的 16 位段，后跟位 1、位 2 和位 3。要序列化的位数由STRM_BITS字控制，该字在位 0、位 0 和位 1、位 0 和位 2、位 0、位 1、位 2 和位 3 大小写之间进行选择。

如果仅序列化位 0，则数据流仅包含位 0 数据。如果选择了位 0 和位 1（或位 2）的序列化，则流数据模式由 16 位位 0 数据后跟 16 位位 1（或位 2）数据组成，后者后跟 16 位位 0 数据，依此类推。在这种情况下，串行时钟的速度必须至少是ADC时钟的两倍。

如果选择位 0、位 1、位 2、位 3 的 4 位串行，则串行时钟必须至少比 ADC 时钟快 4 倍。

如果使用小数时钟分频器，则串行（CLK_SER）和ADC （CLK_ADC）时钟之间的瞬时分频比在小数时钟分频器的控制下连续变化。例如，如果小数时钟周期等于串行时钟周期的 4.5 倍，则通过一系列交替的 /4 和 /5 周期实现 4.5 的平均分频比。

ADC数据并行加载到四个保持寄存器中，这些保持寄存器对应于四个ADC输出。保持寄存器的长度为16位，由ADC时钟计时，ADC时钟是从小数分频器输出获取的时钟。在16位ADC周期结束时，数据被传输到四个移位寄存器，并在下一个16位ADC周期内串行移位至输出。移位寄存器由串行时钟计时，该串行时钟必须足够快，以便在从ADC加载下一组数据之前将所有64 = 4 x 16位数据移出。在所有 64 位数据流式传输到输出后，数据遵循全零模式。DATA_SYNC信号用于表示每个有效 16 位数据片的开头。此外，ADC时钟每128至16，384个周期输出一个TIME_SYNC信号。

图1.顶级连接和控制信号。

3线SPI接口控制信号

STRM_EN：此命令配置IC，使DSP接口插入信号路径。同时，所有内部寄存器均被复位。

STRM_START：此命令的正边缘允许将数据流式传输到输出。它还支持时钟和帧同步输出。

STRM_STOP：此命令的正边缘禁用数据流到输出。它还禁用时钟和帧同步输出。

STRM_COUNT<2：0>：该控制信号选择数据（时间）计数器的长度;最小值为 128 位 （000），最大值为 16，394 位 （111）。

DIEID<1：0>：这个词标识IC的硬件版本。MAX2769C的默认版本对应于00。

STRM_BITS<1：0>：这个词定义了要流式传输到输出的位数。
00 = 位 0
01 = 位 0，位 1 10 = 位 0，位 2

11 = 位 0，位 1，位 2，位 3

FRM_COUNT<27：0>.这个词定义了开始流式传输的帧号。当命令STRM_EN启用流模式，但未收到命令STRM_START时，此模式处于活动状态。在这种情况下，帧计数器在断言STRM_EN时重置，并开始计数。当帧数达到FRM_COUNT定义的值时，流式传输开始。

STAMP_EN：此信号允许在每帧的开头插入帧号。如果禁用，则仅将ADC数据流式传输到输出。

DAT_SYNCEN：该控制信号使DATA_SYNC输出端的同步脉冲成为可能。每个脉冲的上升沿与有效数据流的开头重合，有效数据流始终从位 0<0> 数据开始，并在 16、32 或 64 个周期后停止，具体取决于流的位数。

TIME_SYNCEN：当通过 STRM_EN 命令启用流时，此信号始终启用时间同步脉冲的输出。否则，时间同步脉冲仅在数据流在输出端处于活动状态时可用，即在STRM_START和STRM_STOP命令限制的时间间隔内。

STRM_RST：此命令重置所有计数器，而不考虑流周期内的时间。

图2.方框图。

时序图

在DSP接口模式下，基带是MAX2769C DATA_SYNC、TIME_SYNC和DATA_OUT输出的接收器。DATA_SYNC、TIME_SYNC和DATA_OUT信号置位在CLK_SER的上升沿，需要锁存到时钟下降沿的基带中。图3和图4显示了DSP接口信号的功能时序。

 

图3.时序图。

图4.具有时间戳输出的时序图。

 

计时值
时间	SYw	偏差
t延迟	0ns	±2纳秒
	0.5	±0.03

 

表1中的数字表示通常预期的时序值和与标准值的预期最大偏差。图5进一步显示了实际应用中三种信号之间的关系。

CLK_SER信号的占空比主要由施加在MAX2769C引脚15 （XTAL）上的基准信号的占空比决定。所提供的数字适用于使用Rakon IT3205CE系列16.368MHz TCXO作为参考的情况。

本数据代表Maxim迄今为止为提供具体应用指导所做的最大努力，但不作任何保证。

图5.CLK_SER、DATA_OUT和TIME_SYNC之间的关系。深蓝色 （1） = CLK_SER，浅蓝色 （2） = DATA_OUT，粉红色 （3） = TIME_SYNC，绿色 （4） = DATA_SYNC。

寄存器配置

 

位名	位置 （0 = LSB）	违约	功能
STRM_EN	11	0	用于串行数据流的DSP接口使能。该位配置IC，使DSP接口插入信号路径。设置 1 启用接口，或设置 0 禁用接口。
STRM_START	10	0	此命令的正边缘允许将数据流式传输到输出。它还支持时钟、数据同步和帧同步输出。
STRM_STOP	9	0	此命令的正边缘禁用数据流到输出。它还禁用时钟、数据同步和帧同步输出。
STRM_COUNT	8:6	111	将时间计数器的长度设置为 128 （000） 到 16384 （111）。 注意：IC数据手册将这些位显示为保留位，但这些位仍然可以控制。
STRM_BITS	5:4	01	流式传输的位数。D[5：4] = 00： I MSB;01： 我 MSB， I LSB;10： I MSB， Q MSB;11： I MSB， I LSB， Q MSB， Q LSB.
STAMP_EN	3	1	该信号允许在每帧的开头插入帧号。如果禁用，则仅将ADC数据流式传输到输出。
TIME_SYNCEN	2	1	当通过 STRM_EN 命令启用流时，此信号始终启用时间同步脉冲的输出。否则，时间同步脉冲仅在数据流在输出端处于活动状态时可用，例如，在STRM_START和STRM_STOP命令限制的时间间隔内。
DAT_SYNCEN	1	0	该控制信号使能DATA_SYNC输出端的同步脉冲。每个脉冲与对应于给定输出位的16位数据字的开头重合。
STRM_RST	0	0	此命令重置所有计数器，而不考虑流周期内的时间。

位名	位置 （0 = LSB）	违约	功能
L_CNT	27:16	256天	设置 L 计数器的值。000100000000 = 256 小数时钟分频器，10000000000 = 2048 小数时钟分频器
M_CNT	15:4	1563年	设置 M 计数器的值。011000011011 = 1563 小数时钟分频器，100000000 = 2048 小数时钟分频器
FCLKIN是	3	0	小数时钟分频器。设置1以选择来自小数时钟分频器的ADC时钟，或设置0以绕过来自小数时钟分频器的ADC时钟。
ADCCLK	2	0	ADC 时钟选择。设置0以选择来自基准分频器/乘法器的ADC和小数分频器时钟。
瑟克	1	1	0 选择来自基准分频器的串行器时钟。
模式	0	0	DSP接口模式选择，设置为1表示标准模式操作。

 

审核编辑：郭婷