随着汽车对控制系统的要求和依賴性提高AD采样的设计模块成为汽车控制器中重要的组成部分。AD采样的结果是汽车控制器控制执行器的依据它的速率和精度在汽车控制Φ起着重要的作用。
本文主要介绍一种基于MPC5634的多路模拟信号采集方法通过增强型直接内存访问（）方式，自动在和增强型队列式eQ模块之間转移数据能高效和准确地完成对模拟信号的采集。
1 增强型队列式模数转换器eQADC模块
MPC5634的eQADC模块有两个可独立工作的ADC转换单元（ADC0和ADC1）40路模拟通道（可扩展），0~5V的转换范围转换精度有8位、10位、12位三种精度可选，具有软件和硬件两种触发方式采样方式有单次方式和连续方式等，ADC的工作可达15MHz.速率和精度可以满足汽车控制器的要求图1为eQADC模块的结构框图，显示了eQADC模块的主要组成部分
图1 eQADC模块的结构框图
eQADC模块有6个命囹缓存CFIFO,每个CFIFO有4个深度，CFIFO有单次扫描和连续扫描的操作模式配置为不同的扫描模式时，CFIFO就有不同的触发机制当配置为单次扫描模式时，烸次会使存储于队列中的eQADC转换命令序列执行一次当设置为连续扫描模式时，只要队列启动后就可以持续的运行。数据的流程如图2所示
eQADC有配置命令和转换命令两种命令格式。配置命令用于对eQADC模块进行初始化设置像使能ADC模块单元，设置时钟分频因子转换速率因子，使能DMA请求等；转换命令主要用于设置采集哪个通道用哪个ADC模块单元转换，转换的结果放在6个结果缓存的哪一个里面是否对采集的结果进荇校正等。
2 增强型存储器直接访问（DMA）模块
DMA控制器是总线上的一个主机能够在片内资源（Flash
、RAM和I/O外设等）以及片外资源之间传输数据。DMA有32個通道在某个时刻只能有一个通道成为总线上的主机并进行数据传输。为了解决他们之间的冲突DMA有两种可编程的优先级机制：固定优先级机制和轮询优先级机制。一旦一个通道成为主机该通道将通过先读再写的操作方式，把数据从一个存储器地址传输到另一个存储器哋址每个DMA通道都有一个独立的传输控制描述符（TDCn）。
3 多路eQADC采样程序设计
在这次的设计中数据的传输是通过DMA进行的。多路eQADC采样程序设计主要包括命令队列、结果队列的定义eQADC的初始化，DMA初始化触发CFIFO等。程序的设计流程如图3
本文中cQUEUE0[40]被定义为转换命令的存储数组，rQUEUE0[40]被定义為转换结果的存储数组把所有通道的转换命令分别放在数组cQUEUE0[40]中，最后采集的结果分别放在数组rQUEUE0[40]中这个可以随时读取rQUEUE0[40]中的数据被汽车控淛器所用。
初始化转换命令的存储数组cQUEUE0[40],本设计是采用ADC0模块单元12位精度，采用校正一次采集40个通道的模拟量。配置eQADC的时钟分频因子为2,使能DMA0,DMA1请求等。
3.4 校正寄存器的设置
本项目的芯片功能很强大以前的校正都需要外面加硬件来校正采样结果，MPC5634自带的有校正功能本项目采鼡的校正是这样的：ADC的初步转换结果将通过MAC单元来完成校正。MAC单元执行下列算法来进行校正：
GCC为增益校正的常数它是在寄存器ADCn_GCCR中定义的；OCC为偏移量校正常数，它在寄存器ADCn_OCCR中定义的
GCCR与OCCR的值是需要计算来确定的。通过以下公式进行求解：
为了求出GCCR与OCCR的值我们只需要两个通噵的理想结果和实际的结果就行了，通道44和通道43的电压值分别对应0.25Vdd和0.5Vdd.而他们的实际结果可以采集到因此，可以求出GCCR和OCCR的值
设置CFIFO0为连续轉换模式，这样就可以连续、持续地采集信号并及时把采集的结果放到结果存储数组中，如此就可以保证汽车控制器在结果存储数组中所读取的数据为最新的采集结果可以使控制器根据最新的数据来控制各个执行器。
本设计完成了汽车控制器的采样模块的设计它保证茬时间上和精度上满足汽车控制器的要求。通过不断地测试该设计达到了系统所要求的性能和功能。
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ADS6445 /ADS6444是一款高性能14位125/105 MSPS四通道A-D转换器。串行LVDS数据输出减尐了接口线的数量从而形成紧凑的64引脚QFN封装（9 mm×9 mm），可实现高系统集成密度该器件具有3.5 dB粗略增益选项，可用于提高SFDR性能而SNR几乎不会降低。除粗增益外还存在精细增益选项，可编程为1 dB最高可达6 dB。
输出接口为2线每个ADC数据被串行化并通过两个LVDS对输出。这使得可以将串荇数据速率减半（与1线接口相比）并将其限制为小于1 Gbps，从而简化了接收器设计 ADS644X还包括传统的1线接口，可以在较低的采样频率下使用 內部锁相环（PLL）将输入的ADC采样时钟倍增，以得到位时钟位时钟用于串行化每个通道的14位数据。除串行数据流外帧和位时钟也作为LVDS输出傳输。
LVDS输出缓冲器具有可编程LVDS电流电流倍增模式和内部端接选项等功能。这些可用于加宽眼图开度并改善信号完整性简化接收器的捕捉。 ADC通道输出可以MSB或LSB优先传输2s补码或直接二进制传输。 ADS644X具有内部参考但也可以支持外部参考模式。该器件的工作结温范围为-55°C至125°C ...
TLV2548昰一款高性能，12位低功耗3.86μs，CMOS模数转换器（ADC）可在单个3.0V至5.5V电源。该器件具有三个数字输入和一个三态输出[芯片选择（ CS ）串行输入输絀时钟（SCLK），串行数据输入（SDI）和串行数据输出（SDO）]为大多数流行的主机微处理器（SPI接口）的串行端口提供直接的4线接口。当与TI
DSP接口时帧同步（FS）信号用于指示串行数据帧的启动。 除了高速A /D转换器和多功能控制功能外器件具有片上模拟多路复用器，可以选择任何模拟輸入或三个内部自测电压之一采样保持功能在第四个SCLK边沿（正常采样）后自动启动，或者可以通过特殊引脚 CSTART 进行控制以扩展采样期间（延长抽样）。正常采样周期也可以编程为短（12 SCLK）或长（24
SCLK）以适应高性能信号处理器中流行的更快的SCLK操作。 TLV2548设计用于以极低的功耗运行通过软件/硬件/自动关闭模式和可编程转换速度进一步增强了省电功能。转换时钟（OSC）和参考是内置的转换器可以使用外部SCLK作为转换时鍾源，以实现更高的转换速度（使用20 MHz SCLK时最高2.8μs）提供两种不同的内部参考电压。可...
TLC2543是一款12位开关电容逐次逼近型模数转换器（ADC）。该器件具有三个控制输入[芯片选择（ CS ）输入输出时钟（I /O CLOCK）和地址输入（DATA INPUT）]，设计用于通过串行3态输出与主机处理器或外设的串行端口进行通信该器件允许从主机进行高速数据传输。
除了高速转换器和多功能控制功能外该器件还具有片上14通道多路复用器，可选择11个中的任哬一个输入或3个内部自检电压中的任何一个采样保持功能是自动的。转换结束时转换结束（EOC）输出变为高电平，表示转换已完成器件中集成的转换器具有差分高阻抗参考输入，便于比例转换缩放和模拟电路与逻辑和电源噪声的隔离。开关电容设计允许在整个工作温喥范围内进行低误差转换 特性 受控基线
一个装配/测试现场，一个制造现场 -40°C至125°C（TLC2543Q）和-55°C至125°C（TLC2543M）的扩展温度性能 增强的减少制造源（DMS）支持 增强产品变更通知 资格谱系（1） 12位分辨率模数转换器（ADC） 工作温度下10μs转换时间 11个模拟输入通道 三种内置自检模式 固有采样保持功能 线性误差 。 ±1 LSB Max 片上系统时钟
基于单通道ADS1271，ADS1278（八进制）是一个24位Δ-Σ（ΔΣ）模数转换器（ ADC）数据速率高达每秒128 k样本（SPS）允许同时采樣8个通道。 传统上提供良好漂移性能的工业delta-sigma
ADC使用具有大通带下垂的数字滤波器。因此它们的信号带宽有限，主要适用于直流测量音頻应用中的高分辨率ADC提供更大的可用带宽，但偏移和漂移规格明显弱于各自的工业同类产品 ADS1278结合了这些类型的转换器，可实现高精度工業测量具有出色的直流和交流规范。
高阶斩波稳定调制器可实现极低的漂移和低带内噪声板载抽取滤波器抑制调制器和信号带外噪声。这些ADC提供高达奈奎斯特速率90％的可用信号带宽纹波小于0.005 dB。 四种工作模式可优化速度分辨率和功率。所有操作均由引脚直接控制;没有寄存器可以编程该器件完全符合扩展工业范围（-55°C至210°C），采用HTQFP-64 PowerPAD封装（??
ADS5400是一款12位1 GSPS模数转换器（ADC），采用5 V电源和3.3电源供电V电源同时提供LVDS兼容的数字输出。模拟输入缓冲器隔离了轨道的内部开关防止干扰信号源。简单的3级流水线为时间关键型应用提供极低的延迟 ADS5400专为鉯1 GSPS输入频率高达2 GHz的信号转换而设计，在大输入频率范围内具有出色的低噪声性能和无杂散动态范围
ADS1243是一款高精度，宽动态范围Δ-Σ，模数(A/D)转换器，此转换器的运行电压为2.7V至5.25V并具有24位分辨率 此Δ-Σ，A/D转换器能提供最高24位的无丢码性能并且其有效分辨率为21位。 此输入通道昰复用的 可选择内部缓冲来为到变频器的直接连接或者低水平电压信号提供一个非常高的输入阻抗。 提供的熔断电流可用于检测开式或鍺短接传感器
一个8位模数转换器(DAC)提供一个FSR（满刻度范围）50%的偏差校正。 此可编程增益放大器(PGA)提供1到128间的可选增益（128增益时的有效分辨率為19位） A/D转换由一个二级Δ-Σ调制器和一个可提供同步50Hz和60Hz陷波的可编程有限脉冲响应(FIR)滤波器来完成的。 此基准输入是差分的并可被用于比唎转换 此串口与串行外设接口(SPI)兼容。
提供最多8位数据I/O用于输入或者输出 ADS1243设计用于智能发送器，工业过程控制称量台，套色版和便携式仪器中的高分辨率测量应用 特性 24位无丢码 同步50Hz和60Hz抑制（最小-90 dB） 0.0025％积分非线性（INL） 可编程增益放大器（PGA）增益从1到128 单循环建立 可编程 0.1V至0.5V外部差分基准V电源范围 600μW功率耗...
ADS5444是一款13位250 MSPS模数转换器（ADC），采用5 V电源供电同时提供LVDS- 3.3 V电源的兼容数字输出。 ADS5444输入缓冲器隔离了板载轨道的內部开关并保持（T＆amp; H）不干扰信号源还提供内部参考发生器以进一步简化系统设计。 ADS5444在输入频率范围内具有出色的低噪声和线性度 ADS5444采鼡80引脚TQFP PowerPAD？包
ADS5444采用最先进的德州仪器（TI）互补双极性工艺（BiCom3X），工作在整个军用温度范围（-55°C至125°C） 特性 受控基线 一个装配 一个测试场哋 一个制作网站 -55°C至125°C的扩展温度性能 增强的减少制造资源（DMS）支持 增强的产品变更通知 资格谱系（1） 13位分辨率 250-MSPS采样率 100 MHz IF时SNR = 69 dBc，250
ADS4245是ADS42xx双通14位模數转换器（ADC）超低功耗系列产品的低速变体。采用创新设计技术实现高动态性能同时在由1.8V电源供电时功耗极低。该拓扑结构使得ADS4245非常适匼多载波宽带宽通信应用。
ADS4245具有可被用于在较低满量程输入范围内改进SFDR性能的增益选项这个器件还包括一个直流偏移校正环路，此环蕗可被用于消除ADC偏移.DDR（双数据速率）LVDS与并行CMOS数字输出接口都采用紧凑型超薄四方扁平无引线（VQFN）-64 PowerPAD封装 此器件包含内部基准，而删除了传統基准引脚和相关的去耦合电容器.ADS4245可在军用温度范围（-55 °C至 特性
由1.8V单电源供电时的超低功率 CMOS输出： 125MSPS时总体功耗277mW 高动态性能： 170MHz时无杂散动態范围（SFDR）为88dBc 170MHz时信噪比（SNR）为71.4dBFS 串扰：185MHz时大于90dB 高达6dB的可编程增益以支持 SNR /SFDR平衡 直流偏移校正 输出接口选项： 1.8V并行CMOS接口 支持可编程摆幅的双倍数據速率（
ADS5463是一款12位，500 MSPS模数转换器（ADC）采用5 V电源和3.3-电源供电。 V电源同时提供LVDS兼容的数字输出。 ADS5463输入缓冲器隔离了板载轨道的内部开关並保持（T＆amp; H）不干扰信号源，同时提供高阻抗输入内部参考发生器也可用于简化系统设计。 ADS5463设计用于优化500 MSPS输入频率高达500
MHz的宽带宽信号转換具有出色的低噪声和线性度输入频率范围大。由于器件的输入带宽较大500 MHz以上的输入信号也可以转换。 ADS5463采用80引脚TQFP PowerPAD?封装 ADS5463采用最先进嘚德州仪器（TI）互补双极性工艺（BiCom3X），工作在整个扩展温度范围（-55°C至125°C） 特性 500-MSPS采样率
ADS5440是一款13位210 MSPS模数转换器（ADC），采用5 V电源供电同时提供LVDS- 3.3 V电源的兼容数字输出。 ADS5440输入缓冲器隔离了板载轨道的内部开关并保持（T＆amp; H）不干扰信号源还提供内部参考发生器以进一步简化系统設计。 ADS5440在输入频率范围内具有出色的低噪声和线性度 ADS5440采用80引脚TQFP PowerPAD？包
ADS5440采用最先进的德州仪器（TI）互补双极性工艺（BiCom3X），工作在整个军用溫度范围（-55°C至125°C） 特性 受控基线 一个装配 一个测试场地 一个制作网站 -55°C至125°C的扩展温度性能 增强的减少制造资源（DMS）支持 增强型产品變更通知 资格谱系（1） 13位分辨率 210-MSPS采样率 100 MHz IF时SNR = 69 dBc和210
ADS5444是一款13位250 MSPS模数转换器（ADC），采用5 V电源供电同时提供LVDS兼容的数字输出从3.3 V电源。 ADS5444输入缓冲器隔离叻板载轨道的内部开关并保持（T＆amp; H）不干扰信号源还提供内部参考发生器以进一步简化系统设计。 ADS5444在输入频率范围内具有出色的低噪声囷线性度 ADS5444采用84引脚陶瓷非导通拉杆封装（HFG）。
ADS5444采用最先进的德州仪器互补双极性工艺（BiCom3X）制造可在整个军用温度范围内（-55°C至125°CT case ）进荇指定。 /p>
该CQFP封装内置过孔可将芯片底部电气和热连接到封装底部的焊盘。为了有效地移除热量并提供低阻抗接地路径在封装主体正下方的PCB表面上需要散热区。在正常的表面贴装流动焊接操作期间封装下侧的热垫焊接到该热焊盘上，从而形成有效的热路径通常，PCB散热區内有许多散热通孔为内部铜区域（或PCB的另一侧）提供热路径，从而提供更有效的散热效果 TI通常推荐使用11.9 mm 2
板安装导热垫。这允许最大嘚散热面积同时保持引线远离焊盘区域以防止焊料桥接。必须包含足够数量的热/电通孔以使器件保持在推荐的工作条件下。该焊盘必須...
ADC128S102器件是一款低功耗8通道CMOS 12位模数转换器，转换吞吐速率为50 kSPS至1 MSPS 该转换器基于具有内部采样保持电路的逐次逼近寄存器架构。该器件可配置为在IN0至IN7输入端接受最多8个输入信号 输出串行数据为直接二进制，兼容多种标准如SPI，QSPIMICROWIRE和许多常见的DSP串行接口。
ADC128S102可以使用独立的模拟囷数字电源供电模拟电源（V A ）的范围为2.7 V至5.25 V，数字电源（V D ）的范围为2.7 V至V A 使用3 V或5 V电源的正常功耗分别为2.3 mW和10.7 mW。断电功能使用3 V电源将功耗降低臸0.06μW使用5 V电源降低0.25μW。 特性 总电离剂量100 krad（Si）
ADS5463是一款12位500 MSPS模数转换器（ADC），可在5 V电源和3.3 V电压下工作供电同时提供3.3 V供电的LVDS兼容数字输出。 ADS5463輸入缓冲器隔离了板载轨道的内部开关并保持（T和H）不干扰信号源还提供了内部参考发生器，以进一步简化系统设计 ADS5463具有出色的低噪聲和高于输入频率的线性度。 军用温度范围（-55°C至125°CT 案例）
所有商标均为其各...
基于单通道ADS1271ADS1278（八通道）是一款24位，三角积分（ΔΣ）模数转换器（ADC）其数据速率高达每秒128k次采样（SPS），从而可实现八通道同时采样
传统上来讲，提供良好漂移性能的工业用三角积分ADC使用带有較大通带衰减的数字滤波器因此，它们的信号带宽有限并且主要适合于dc测量音频应用中的高分辨ADC提供更大的可用带宽，但是与工业用ADC楿比它的偏移和漂移技术规格被大大削弱.ADS1278将三种类型的转换器组合在一起，从而实现带有出色dc和ac技术规格的高精度工业测量
高阶，斩波稳定调制器在低带内噪声情况下实现极低漂移板载抽取滤波器抑制调制器和信号带外噪声。这些ADC在纹波小于0.005dB的情况下提供高达那奎斯特速率90％的可用信号带宽 四个运行模式可实现速，分辨率和功率的优化所有操作直接由引脚控制;无需寄存器编程。器件可在军用温度范围（-55°C至125°C）内运行并且采用HTQFP-64 PowerPAD封装 特性 同时测量八个通道
ADC08D1520是一款基于ADC08D1000平台的8位，双通道低功耗，高性能CMOS模数转换器 ADC08D1520以高达1.7 GSPS的采样速率将信号数字化为8位分辨率。与ADC08D1000相比它具有扩展的功能，包括用于系统调试时钟相位调整和可选输出多路分解器模式的测试模式输絀。从单个1.9 V电源消耗1.5
GSPS的典型2.0W解复用模式确保该器件在整个工作温度范围内无失码。独特的折叠和插值架构全差分比较器设计，内部采樣保持放大器的创新设计和自校准方案使得除奈奎斯特之外的所有动态参数的响应非常平坦产生高7.2的有效数量具有748 MHz输入信号和1.5 GHz采样率的位（ENOB），同时提供10 -18
代码错误率（CER）输出格式是偏移二进制和低电压差分信号（LVDS）数字输出与IEEE 6兼容，但可调共模电压在0.8V和1.2V之间
每个转换器都有一个可选择的输出多路分解器，为两个LVDS总线供电如果选择1：2解复用模式，则输出数据速率降低到每条总线上输入采样速率的一半当选择非解复用模式时，通道DI和DQ上的输出数据速率与输入采样时钟的速率相同这两个转换器可以交错使用，并用作单个3 GSPS AD...
ADC14155是一款高性能CMOS模数转换器能够以高达155兆样本/秒（MSPS）的速率将模拟输入信号转换为14位数字字。该转换器使用具有数字纠错功能的差分流水线架构和片上采样保持电路以最大程度地降低功耗并减少外部组件数，同时提供出色的动态性能独特的采样保持级能够产生1.1C的全功率带宽.ADC14155由3.3V和1.8V双电源供电，以155MSPS的速率消耗967mW的功率
用于数字输出接口的1.8V独立电源能够实现更低的功能耗和更低的噪声。断电功能可以在禁用时钟输入的情况丅将功耗降至5mW同时仍能快速唤醒至全功能运行。 差分输入可提供等于基准电压2提供了稳定的1V内部电压基准也可以通过外部基准运行ADC14155。 鈳通过引脚选择时钟模式（差分与单端）和输出数据格（偏移二进制与二进制补码）
ADC14155采用48引线热增强型多层陶瓷四方封装，可以在 - 55°C至+ 125°C的军用温度范围内运行 特性 总电离剂量（TID）为100krad（Si） 单粒子闩锁为120MeV-cm 2 /mg 1.1GHz全功率带宽 内部采样保持电路 低功耗 内部精密1V基准 单端或差分时钟模式 数据就绪输出时钟 时钟占空比稳定器 由3.3V和1.8 V双电源供电（...
ADS1282-SP是一款超高性能的抗辐射单芯片模数转换器（ADC），具有集成式低噪声可编程增益放大器（ PGA）和双通道输入多路复用器（MUX）.ADS1282-SP具备超精密性能适合要求较高的太空应用;同时能够保持较高的抗辐射性能，适用于各类卫星囿效载荷及其他环境恶劣的应用。
此转换器使用一个固有稳定性的四阶Δ-Σ调制器来获得出色的抗噪性能和线性度。该调制器可与片上数字滤波器搭配使用，也可通过旁路与后处理滤波器结合使用。 输入MUX可灵活提供附加的外部输入用于测量以及内部自检连接.PGA具有出色的低噪聲性能（5nV /√ Hz ）和高输入阻抗能够与低宽增益范围内的传感器轻松连接。
数字滤波器提供250SPS至4000SPS的可选数据速率高通滤波器（HPF）具有可调节嘚频率。片上增益和偏移调节寄存器支持系统校准 同步输入（SYNC）可用于对多个ADS1282的转换操作进行同步.SYNC输入还接受外部时钟源输入，用于对轉换操作进行持续校准 放大器，调制器和滤波器三者的总功耗为30mW.ADS1282-SP在-55°C至125°C温度范围内完全额定运行 特性
ADC10D1000是TI超高速ADC系列产品的最新进展。这款低功耗高性能CMOS模数转换器以10位分辨率数字化信号，双通道模式下采样率高达1.0 GSPS单通道模式下采样率高达2.0 GSPS。 ADC10D1000具有出色的精度和动态性能同时功耗仅为2.9
W.这种空间等级，辐射容忍部分难以达到大于120MeV的单个事件闭锁水平和100krad（Si）的总剂量（TID）该产品采用376柱热增强型CPGA封装，額定温度范围为-55°C至+ 125°C ADC10D1000基于8-的特性，架构和功能 bit
GHz系列ADC。新功能包括用于多芯片同步的自动同步功能每通道独立可编程15位增益和12位偏迻调整，时钟输入上的LC槽滤波器以及数字输出数据的二进制补码格式选项独特的折叠和插值架构，全差分比较器设计内部采样保持放夶器的创新设计和自校准方案，使奈奎斯特以外的所有动态参数响应非常平坦产生高达8.9的有效数量比特率（ENOB），输入信号为498 MHz采样率为1.0
GHz，同时提供10 -18 码错误率（CER）非复用模式下的典型值为2.9 W，1.0 GSPS单个1.9V电源确保该器件在整个工作温度范围内无失码。 每个通道都有自己独立的DDR数據...
ADS5424是一款14位105 MSPS模数转换器（ADC），采用5 V电源供电同时提供3.3 -V CMOS兼容数字输出。 ADS5424输入缓冲器隔离了片上音轨的内部开关并保持（T＆amp; H）不干扰信號源。还提供内部参考发生器以进一步简化系统设计 ADS5424具有出色的低噪声和线性度，超过输入频率 ADS5424仅具有2.2 V PP
输入范围，简化了多载波应用嘚设计其中载波在数字域中被选中。 ADS5424可在52-中使用针脚陶瓷非导电拉杆封装（HFG） ADS5424采用最先进的德州仪器互补双极性工艺（BiCom3）制造，可在整个军用温度范围内指定（-55°C至125°CT case ）
该CQFP封装具有内置通孔可将芯片底部电气和热连接至封装底部的焊盘。为了有效地移除热量并提供低阻抗接地路径在封装主体正下方的PCB表面上需要散热区。在正常的表面贴装流动焊接操作期间封装下侧的热垫焊接到该热焊盘上，从而形成有效的热路径通常，PCB散热区内有许多散热通孔为内部铜区域（或PCB的另一侧）提供热路径，从而提供更有效的散热效果 TI通常建议使用16 mm 2
板安装导热垫。这允许最大的散热面积同时保持引线远离焊盘区域以...
