ESM7200主板是英創(chuàng)公司推出的帶有8路單端3.3V/12-bit AD的低成本主板。主板上提供了8路AD,能夠支持多個(gè)通道單次采樣,或者單個(gè)通道連續(xù)采集。經(jīng)過(guò)測(cè)試在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和系統(tǒng)讀取的情況下,連續(xù)采樣速率最高約為58kSPS。由于這8路AD都是CPU自帶的資源,性能上和專(zhuān)門(mén)的AD芯片還是有一定差距,所以主要面向的是需要單次采集或者單通道連續(xù)采集的應(yīng)用場(chǎng)景。
如果應(yīng)用只是定時(shí)讀取一次AD的采樣值,那么使用ESM7200主板上提供的8路AD是可以滿(mǎn)足要求的。如果需要高速采集,ESM7200主板可以提供一路最高58kSPS采樣率的通道,還需要到達(dá)更高的要求的話(huà),就可以參考英創(chuàng)公司推出的專(zhuān)門(mén)的高速AD擴(kuò)展方案,比如:《ESM7000異構(gòu)CPU實(shí)時(shí)應(yīng)用之三 8路并行數(shù)采應(yīng)用程序》。
Linux系統(tǒng)中,AD功能都是基于IIO(Industrial I/O)子系統(tǒng)提供的,這是一個(gè)專(zhuān)門(mén)用于傳感器,ADC或DAC的子系統(tǒng),具體的介紹可以參考資料Linux Industrial I/O Subsystem。在ESM7200主板中,8路AD對(duì)應(yīng)的設(shè)備如下表:
管腳 | AD通道 | 對(duì)應(yīng)設(shè)備名稱(chēng) | 索引號(hào) |
E2 | AIN_CH1 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage0_raw | 0 |
E3 | AIN_CH2 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage1_raw | 1 |
E4 | AIN_CH3 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage2_raw | 2 |
E5 | AIN_CH4 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage3_raw | 3 |
E6 | AIN_CH5 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage4_raw | 4 |
E7 | AIN_CH6 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage5_raw | 5 |
E8 | AIN_CH7 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage8_raw | 8 |
E9 | AIN_CH8 | /sys/bus/iio/devices/iio:device0/ in_voltage9_raw | 9 |
可以看到每一路AD都對(duì)應(yīng)一個(gè)IIO設(shè)備節(jié)點(diǎn),當(dāng)要讀取AD的值的時(shí)候,就需要使用這些設(shè)備節(jié)點(diǎn)。我們首先介紹單次采樣的讀取方法。
本次測(cè)試使用的是ESM7200主板加上ESMARC系列通用評(píng)估底板,在評(píng)估底板上8路AD信號(hào)被引到了CN25(ISA)的端子上,因?yàn)镋SMARC系列部分主板型號(hào)是支持ISA總線的,而ESM7200沒(méi)有ISA總線,取而代之的是8路AD,具體的定義可參考下表:
信號(hào)名稱(chēng)及簡(jiǎn)要描述 | CN25 | 信號(hào)名稱(chēng)及簡(jiǎn)要描述 | |
PIN# | PIN# | ||
1 | 2 | ||
AIN_CH1 | 3 | 4 | AIN_CH5 |
AIN_CH2 | 5 | 6 | AIN_CH6 |
AIN_CH3 | 7 | 8 | AIN_CH7 |
AIN_CH4 | 9 | 10 | AIN_CH8 |
11 | 12 | ||
13 | 14 | ||
15 | 16 | ||
17 | 18 | ||
19 | 20 | GND,模擬地 |
客戶(hù)如果考慮自己設(shè)計(jì)底板,可以參考表1查詢(xún)每一路AD在主板上對(duì)應(yīng)的管腳。如果是使用ESMARC評(píng)估底板進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估,可以參考表2連接外部模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。
為了方便客戶(hù)操作IIO子系統(tǒng)提供的各種功能,我們移植了ADI公司提供的libiio,這個(gè)庫(kù)文件抽象了和硬件相關(guān)的底層細(xì)節(jié),并提供了簡(jiǎn)單而完整的編程接口,可用于高級(jí)項(xiàng)目的編程。下面我們就基于libiio實(shí)現(xiàn)單次讀取操作。
首先是獲取IIO設(shè)備,這部分代碼在ESMARC系統(tǒng)主板上是固定的,用戶(hù)可以直接使用。
struct iio_device *dev; /* 獲取IIO設(shè)備 */ ctx = iio_create_context_from_uri("local:"); dev = iio_context_get_device(ctx, 0); if (!dev) { fprintf(stderr, "Device not found\n"); iio_context_destroy(ctx); return EXIT_FAILURE; }
然后是指定對(duì)應(yīng)的通道,這里填入AD通道對(duì)應(yīng)的index號(hào)(參考表1),根據(jù)實(shí)際使用的通道填寫(xiě)就行了。
/* 獲取對(duì)應(yīng)的IIO通道,可以根據(jù)實(shí)際情況修改成需要的通道 */ ch = iio_device_get_channel(dev, 9); if (!iio_channel_is_scan_element(ch) || iio_channel_is_output(ch)) { printf("Can not get channel %d\n", ch); return -1; }
獲取到對(duì)應(yīng)的通道后,就可以直接讀取通道的原始值了,注意讀取來(lái)的數(shù)據(jù)是字符串。
const char *attr = "raw"; char *val[10]; /* 讀取channel的原始值 */ ret = iio_channel_attr_read(ch, attr, &val, 10); if (ret <= 0) { printf("ERROR: while reading '%s': %d\n", attr, ret); } /* 數(shù)據(jù)處理,這里將數(shù)據(jù)直接打印出來(lái) * 用戶(hù)可以根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行處理,比如寫(xiě)入到記錄文件中 * */ printf("raw value: %s\n", val);
通過(guò)libiio很簡(jiǎn)單就能夠?qū)?duì)應(yīng)通道的值讀取出來(lái),單次讀取的方式還可以采用標(biāo)準(zhǔn)的文件讀取方式(Linux系統(tǒng)中所有設(shè)備都是文件),在之前的文章中我們已經(jīng)介紹過(guò)了《英創(chuàng)公司Linux主板低成本AD方案介紹》,用戶(hù)可以根據(jù)自己的習(xí)慣選擇。
感興趣的客戶(hù)可以聯(lián)系英創(chuàng)的工程師索要例程的代碼。在后續(xù)的文章中,我們將介紹低成本方案中如何實(shí)現(xiàn)單路的連續(xù)采樣。
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