TSW14DL3200高速LVDS数据采集与模式发生器：开启高速数据处理新时代

在高速数据处理领域，对高性能数据采集和模式发生设备的需求日益增长。德州仪器（TI）的TSW14DL3200评估模块（EVM）正是这样一款能够满足多种需求的设备，它为高速低电压差分信号（LVDS）模拟 - 数字转换器（ADC）和数字 - 模拟转换器（DAC）的性能评估提供了强大支持。今天，我们就来深入了解一下这款TSW14DL3200 EVM。

文件下载：TSW14DL3200EVM.pdf

一、TSW14DL3200概述

TSW14DL3200 EVM是一款下一代模式发生器和数据采集卡，主要用于评估TI高速LVDS ADC和DAC系列设备的性能。它借助Xilinx® IP内核，能够采集多达48对高速LVDS信号，也可以提供同样数量的LVDS数据。搭配高速数据转换器专业图形用户界面（GUI），TSW14DL3200 EVM构成了一个完整的系统，可对ADC EVM的数据样本进行采集和评估，同时为DAC EVM生成并发送所需的测试模式。

二、功能特性

2.1 主要特性

• 高速数据传输：支持高达1.6 Gbps的串行LVDS速度，满足高速数据处理的需求。
• 丰富的LVDS通道：具备48对路由接收和48对路由发送LVDS通道，可实现大量数据的并行传输。
• 大容量内存：板载1M的16位样本内存，能够存储大量采集的数据。
• 电源管理与监控：采用板载UCD90120A进行电源排序和监控，确保设备稳定运行。
• USB接口：配备Cypress™ CYUSB301X USB 3.0设备，实现JTAG和并行接口与FPGA的连接，方便数据传输和设备配置。
• 参考时钟：通过FMC端口或SMA提供收发器的参考时钟，为数据传输提供稳定的时钟信号。
• 软件支持：得到TI HSDC PRO软件的支持，方便用户进行设备配置和数据处理。
• FPGA固件：使用Vivado® 2017.1开发FPGA固件，支持USB接口和I/O延迟等功能。

2.2 ADC EVM数据采集

TI的高速ADC和DAC具有高速、宽总线串行数据接口，通过Samtec™高速、高密度FMC连接器与TSW14DL3200 EVM直接连接。接口定义了48对发送和接收LVDS通道、单端CMOS信号、时钟和选通信号等。数据格式为48位并行格式，FPGA固件一次仅支持一种TI ADC或DAC。GUI会根据所选设备加载相应的固件和初始化文件，参数加载后，FPGA将有效数据存储到内部内存中。TSW14DL3200最多可采集1M 16位样本，最高数据速率为1.6 Gbps，然后通过高速并行 - USB转换器将数据传输到主机PC。

2.3 DAC EVM模式发生器

在模式发生器模式下，TSW14DL3200 EVM为待测DAC EVM生成所需的测试模式。测试模式通过USB接口从主机PC发送到TSW14DL3200，FPGA将接收到的数据存储到内部内存中，然后读取并通过FMC接口发送到DAC EVM。它能够以高达1.6 Gbps的数据速率生成最多1M 16位样本的模式。GUI提供了多个现有测试模式，用户也可以使用模式生成工具自定义模式并下载到内存中。与ADC采集模式类似，DAC模式发生器模式也使用.ini文件加载预定的接口信息到FPGA。

三、硬件配置

3.1 电源连接

TSW14DL3200 EVM采用12 V DC单电源供电，电源输入由开关SW2控制。在插入电源电缆之前，务必将开关置于关闭位置。电源电缆的连接器端插入EVM的J17，红色正线连接到至少3 A额定的12 V DC电源输出，黑色负线连接到电源的返回或GND。此外，也可以通过向红色测试点TP18提供12 V DC和向任何黑色GND测试点返回电源来为电路板供电。典型的电源供应范围为10 V至14 V，功耗约为7.2 W，建议为TSW14DL3200 EVM提供至少3 A额定的电源。

3.2 开关、跳线和LED

• 开关和按钮：TSW14DL3200包含多个开关和按钮，如备用按钮SW1、主电源开关SW2、FPGA硬件复位开关SW3、USB复位开关SW4、电源监控复位开关SW5和用于设置VAR可调降压输出电压的DIP开关SW6。
• 跳线：有几个跳线（JP）用于启用电路板上的特定功能，如USB控制器U8A的编程模式。
• LED：包括电源和配置LED以及状态LED。电源和配置LED用于指示电源状态和FPGA的配置状态，状态LED用于指示FPGA和LVDS接口的状态。

3.3 连接器

• SMA连接器：TSW14DL3200有五个SMA连接器，用于可调电平的CMOS触发输入、输出、振荡器输入和备用时钟输入等。
• FMC连接器：有两个400针的Samtec高速、高密度FMC连接器，J10用于连接ADC EVM，J8用于连接DAC EVM。连接器除了LVDS差分信号外，还连接了多个CMOS单端信号。
• JTAG连接器：包括九个行业标准JTAG连接器，用于FPGA、降压转换器和电源监控与排序设备的编程和故障排除。
• USB I/O连接：通过USB 3.0连接器J7控制TSW14DL3200 EVM，提供PC上运行的HSDC Pro GUI与FPGA之间的接口。所需的USB驱动程序包含在HSDC Pro GUI安装软件中，安装过程中会自动安装。

四、软件启动

4.1 安装说明

首先，从www.ti.com下载最新版本（v4.9或更高）的HSDC Pro GUI到主机PC的本地位置。解压软件包后，运行安装程序，安装过程中需断开所有TSW14xxx板的USB电缆，按照屏幕提示完成安装。安装完成后，GUI可执行文件和相关文件位于C:Program Files (x86)Texas InstrumentsHigh Speed Data Converter Pro目录下。启动GUI时，点击该目录下的High Speed Data Converter Pro.exe文件。如果之前安装过旧版本的GUI，需先卸载旧版本。此外，GUI会自动检查是否有新版本可用，也可以手动通过下拉菜单“Help->Check for updates”进行检查。当有新的TI高速数据转换器EVM或接口模式不被当前HSDC Pro GUI支持时，可以从TI网站下载补丁程序添加到GUI设备列表中。

4.2 USB接口和驱动

将USB 3.0电缆连接到TSW14DL3200 EVM的J7和主机PC，连接待测的ADC EVM并提供12 V DC电源。打开电源开关SW2，相应的LED会亮起。启动GUI后，它会尝试连接到EVM的USB接口。如果识别到有效的板序列号，会弹出窗口显示该值。用户可以连接多个TSW14DL3200 EVM到一台主机PC，但GUI一次只能连接一个EVM。如果出现“未连接电路板”的消息，需检查USB电缆连接和电源开关状态，尝试重新插拔USB电缆并通过GUI的“Instrument Option”选项卡重新连接。

五、下载固件

每次给TSW14DL3200 EVM上电时，都需要下载固件。所需的固件文件是特殊的.bin格式文件，位于C:Program Files (x86)Texas InstrumentsHigh Speed Data Converter Pro14DL3200 DetailsFirmware目录下。GUI建立连接后，点击左上角的“Select ADC”窗口选择要评估的设备，然后根据提示更新固件。固件下载过程大约需要3秒，完成后GUI会在右下角显示接口类型，LED D2变绿。输入ADC输出数据速率并点击“Capture”按钮，数据采集时LED D1亮起。如果出现下载固件错误消息，需检查跳线是否处于默认位置，所有电源状态LED是否亮起。若某些跳线位置不正确，USB 3.0控制器可能无法从闪存启动；若任何电源状态LED熄灭，可能是电路板上的电源供应存在问题，会导致固件下载失败。此时可尝试重新插拔USB连接器，若仍然失败，可循环电源开关重新初始化电源排序器。

六、使用注意事项

6.1 适用范围

TSW14DL3200 EVM仅适用于产品或软件开发人员在研发环境中对TI半导体产品进行可行性评估、实验或科学分析，不得直接或间接组装到任何成品中，也不适用于消费或家庭使用，用户不得将其用于商业目的销售、再许可、租赁、出租、贷款、分配等。

6.2 有限保修

TI保证TSW14DL3200 EVM在交付给用户后的90天内符合其公布的规格。但如果不符合规格是由于用户或其他非TI实体的疏忽、滥用、不当安装或测试、用户的设计或规格问题、用户未按时付款等原因导致的，TI不承担责任。用户需在交付后10个工作日内通知TI任何明显的缺陷，在发现隐藏缺陷后10个工作日内通知。TI的唯一责任是选择修复、更换不符合保修要求的EVM或为用户账户提供相应的信用。

6.3 监管通知

不同地区对TSW14DL3200 EVM有不同的监管要求，如美国的FCC规定、加拿大的Industry Canada规定、日本的无线电法规定和欧盟的电磁兼容性指令等。用户在使用时需遵守相应地区的法规。

6.4 使用限制和警告

TSW14DL3200 EVM不得用于功能安全和/或安全关键评估，包括但不限于生命支持应用的评估。用户在处理和使用EVM之前，必须阅读并遵循TI提供的用户指南和其他相关文档，包括警告和限制通知。操作时需在TI推荐的规格和环境条件下进行，避免超出规定的性能评级和规格，否则可能导致人身伤害、死亡或财产损失。EVM仅适用于技术合格的专业电子专家，用户需承担正确和安全处理与使用EVM的全部责任和义务。

TSW14DL3200 EVM以其强大的功能、灵活的配置和完善的软件支持，为高速LVDS数据采集和模式发生提供了一个优秀的解决方案。但在使用过程中，我们必须严格遵守相关的规定和注意事项，确保设备的正常运行和使用安全。你在使用类似设备时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。