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7fccc099dc
| Author | SHA1 | Date |
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7fccc099dc | |
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ee1821d90c | |
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25d503c213 |
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@ -1,2 +1,3 @@
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script/读出子系统IDS表.xls
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读出芯片用户使用手册.pdf
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读出芯片用户使用手册.html
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pin_loc.xlsx
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Binary file not shown.
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After Width: | Height: | Size: 137 KiB |
Binary file not shown.
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After Width: | Height: | Size: 65 KiB |
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@ -267,12 +267,12 @@
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|||
"SYS_REG": {
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||||
"StartAddress": "0x00000000",
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||||
"Size": "64B",
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"Info": "读出系统ADC和DAC配置"
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"Info": "读出系统整体寄存器配置"
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||||
},
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"SYS_ANA": {
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"StartAddress": "0x00100000",
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||||
"Size": "512B",
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||||
"Info": "读出系统整体寄存器配置"
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||||
"Info": "读出系统ADC和DAC配置"
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||||
},
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"SYS_PLL": {
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"StartAddress": "0x01F00000",
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@ -288,12 +288,12 @@
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"SYS_REG": {
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"StartAddress": "0x00000000",
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||||
"Size": "64B",
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||||
"Info": "读出系统ADC和DAC配置"
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||||
"Info": "读出系统整体寄存器配置"
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||||
},
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"SYS_ANA": {
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"StartAddress": "0x00100000",
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||||
"Size": "512B",
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||||
"Info": "读出系统整体寄存器配置"
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||||
"Info": "读出系统ADC和DAC配置"
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||||
},
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"SYS_PLL": {
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"StartAddress": "0x01F00000",
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||||
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@ -309,12 +309,12 @@
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"SYS_REG": {
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"StartAddress": "0x00000000",
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||||
"Size": "64B",
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||||
"Info": "读出系统ADC和DAC配置"
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||||
"Info": "读出系统整体寄存器配置"
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||||
},
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"SYS_ANA": {
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"StartAddress": "0x00100000",
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"Size": "512B",
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"Info": "读出系统整体寄存器配置"
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||||
"Info": "读出系统ADC和DAC配置"
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},
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"SYS_PLL": {
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"StartAddress": "0x01F00000",
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@ -330,12 +330,12 @@
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"SYS_REG": {
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"StartAddress": "0x00000000",
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"Size": "64B",
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"Info": "读出系统ADC和DAC配置"
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"Info": "读出系统整体寄存器配置"
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||||
},
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||||
"SYS_ANA": {
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||||
"StartAddress": "0x00100000",
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||||
"Size": "512B",
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||||
"Info": "读出系统整体寄存器配置"
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"Info": "读出系统ADC和DAC配置"
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||||
},
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||||
"SYS_PLL": {
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||||
"StartAddress": "0x01F00000",
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@ -5538,8 +5538,8 @@
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"ResetValue": -200,
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"Range": {
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"value": [
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"-1300",
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"-200"
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"-1100",
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"-300"
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],
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"type": "list"
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},
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@ -0,0 +1,14 @@
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,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13
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A,DGND,LOC_LVCMOS<22>,LOC_LVCMOS<9>,LOC_LVCMOS<1>,IO_VDD,PI_CHIP_ID<0>,DGND,LOC_LVCMOS<0>,AVDD_ENCODER,AGND,AVDD_P2S,PLL_VREF520,AGND
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||||
B,LOC_LVCMOS<19>,PO_DEBUG_OUT,DGND,LOC_LVCMOS<7>,IO_VDD,DGND,LOC_LVCMOS<3>,PI_CHIP_ID<1>,AGND,AVDD_ENCODER,AVDD_P2S,AGND,DAC_VOUTP
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||||
C,PO_MISO,DGND,PO_INTR_IRQ_N,DGND,IO_VDD,LOC_LVCMOS<4>,LOC_LVCMOS<2>,DGND,DAC_DVDD,DAC_AVDD18,AGND,AGND,DAC_VOUTN
|
||||
D,DGND,PI_MOSI,LOC_LVCMOS<18>,PO_PUMP_EN,IO_VDD,LOC_LVCMOS<8>,DGND,DGND,DAC_DVDD,AGND,DAC_AVDD18,RES_2K,AGND
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||||
E,PI_PB_RST_N,LOC_LVCMOS<15>,LOC_LVCMOS<17>,DGND,DGND,DGND,LOC_LVCMOS<6>,LOC_LVCMOS<5>,AGND,PLL_VDD18,BIAS_CAP,DAC_VBIAS_IREF_RES,AGND
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||||
F,DGND,AWG_GPIO<3>,DGND,PI_SCLK,DIG_VDD,LOC_LVCMOS<20>,PO_READ_REQ_N,LOC_LVCMOS<21>,PLL_VDD18,AGND,PORT_BIAS_TB,AGND,CLK_REF_N
|
||||
G,AWG_GPIO<2>,DGND,LOC_LVCMOS<13>,LOC_LVCMOS<14>,DIG_VDD,LOC_LVCMOS<16>,PI_CSN,DGND,PLL_DVDD,PLL_VDD,VREF500IN,AGND,CLK_REF_P
|
||||
H,LOC_LVCMOS<11>,LOC_LVCMOS<10>,AWG_GPIO<0>,DGND,DIG_VDD,AWG_GPIO<1>,LOC_LVCMOS<12>,DGND,PLL_DVDD,AGND,PLL_VDD,CP_OUT,AGND
|
||||
J,DGND,DAQ_GPIO<3>,DGND,LOC_LVCMOS<24>,DIG_VDD,LOC_LVCMOS<25>,LOC_LVCMOS<29>,DGND,VCO_VDD,VCO_VDD,AGND,VCTRL,AGND
|
||||
K,LOC_LVCMOS<23>,LOC_LVCMOS<26>,LOC_LVCMOS<27>,LOC_LVCMOS<28>,DGND,LOC_LVCMOS<30>,DAQ_GPIO<2>,DGND,ADC_DVDD,AGND,ADC_VDD18,AGND,ADC_VINP
|
||||
L,DAQ_GPIO<1>,DAQ_GPIO<0>,DGND,DGND,LOC_LVCMOS<31>,PI_SYNC_IN,DGND,DGND,ADC_DVDD,ADC_VDD,ADC_VDD18,AGND,ADC_VINN
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||||
M,DGND,DGND,RSLT_PUSH_P,RSLT_PUSH_N,DGND,DGND,GLB_FB_RX_P,GLB_FB_RX_N,DGND,ADC_VDD,ADC_VR350,ADC_VBIAS_IREF_RES,AGND
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||||
N,GLB_FB_TX_P,GLB_FB_TX_N,DGND,DGND,LVDSTX_CLKP,LVDSTX_CLKN,DGND,DGND,DGND,AGND,ADC_VR850,ADC_REF_SENSE,AGND
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@ -0,0 +1,56 @@
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Pin Number,Pin Name,Pin Type,DISCRIPTION
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F4,PI_SCLK,I/数字, spi芯片时钟,接4.7k上拉电阻到I/O电源
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C1,PO_MISO,O/数字, spi数据输出,接4.7k上拉电阻到I/O电源
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||||
D2,PI_MOSI, I/数字, spi数据输入,接4.7k上拉电阻到I/O电源
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||||
G7,PI_CSN, I/数字, spi芯片片选,接4.7k上拉电阻到I/O电源
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||||
C3,PO_INTR_IRQ_N,OD/数字,数字开漏输出,上拉接控制器,异常请求低有效
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B8 A6,PI_CHIP_ID[1:0],I/数字,读出芯片的ID编号,可通过200欧电阻接I/O电源或地来设置芯片ID编号。
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L6,PI_SYNC_IN,I/数字,芯片同步触发信号,高有效
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N5,LVDSTX_CLKP,O/数字,测试时钟输出
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N6,LVDSTX_CLKN,^,^
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E1,PI_PB_RST_N,I/数字,芯片复位信号,低有效
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F5 G5 H5 J5,DIG_VDD,POWER,数字模块1.0V电源,过流需大于2000mA,需要去耦。
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||||
A5 B5 C5 D5,IO_VDD,POWER,数字模块1.8V电源,过流需大于1000mA,需要去耦。
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||||
A1 A7 B3 B6 C2 C4 C8 D1 D7 D8 E4 E5 E6 F1 F3 G2 G8 H4 H8 J1 J3 J8 K5 K8 L3 L4 L7 L8 M1 M2 M5 M6 M9 N3 N4 N7 N8 N9,DGND,GROUND,数字地
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||||
A9 B10,AVDD_ENCODER,POWER,DAC模拟1.0V编码器供电,过流需大于400mA,可与其它DAC模拟1.0V共用电源轨道,磁珠隔离,需要去耦。
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||||
A11 B11,AVDD_P2S,POWER,DAC模拟1.0V并转串供电,过流需大于150mA,可与其它DAC模拟1.0V共用电源轨道,磁珠隔离,需要去耦。
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||||
C10 D11,DAC_AVDD18,POWER,DAC模拟1.8V供电,过流需大于120mA,需要去耦。
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||||
C9 D9,DAC_DVDD,POWER,DAC数字1.0V电源,过流需大于50mA,可与DIG_VDD共电源轨道,磁珠隔离,需要去耦。
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||||
E10 F9,PLL_VDD18,POWER,PLL模拟1.8V电源,过流需大于50mA,需要去耦。
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||||
G10 H11,PLL_VDD,POWER,PLL模拟1.0V电源,过流需大于50mA,可与其它PLL模拟1.0V供电共用电源轨道,磁珠隔离,需要去耦。
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J9 J10,VCO_VDD,POWER,VCO模拟1.0V电源,过流需大于50mA,可与其它PLL模拟1.0V供电共用电源轨道,磁珠隔离,需要去耦。
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||||
G9 H9,PLL_DVDD,POWER,PLL数字1.0V供电,过流需大于50mA,可与DIG_VDD共电源轨道,磁珠隔离,需要去耦。
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||||
K9 L9,ADC_DVDD,POWER,ADC数字1.0V电源,过流需大于100mA,可与DIG_VDD共电源轨道,磁珠隔离,需要去耦。
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K11 L11,ADC_VDD18,POWER,ADC模拟1.8V电源,过流需大于200mA,需要去耦。
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||||
L10 M10,ADC_VDD,POWER,ADC模拟1.0V电源,过流需大于400mA,需要去耦。
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A10 A13 B9 B12 C11 C12 D10 D13 E9 E13 F10 F12 G12 H10 H13 J11 J13 K10 K12 L12 M13 N10 N13,AGND,GROUND,模拟地
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||||
L5 K6 J7 K4 K3 K2 J6 J4 K1 A2 F8 F6 B1 D3 E3 G6 E2 G4 G3 H7 H1 H2 A3 D6 B4 E7 E8 C6 B7 C7 A4 A8,LOC_LVCMOS[31:0],POWER,loc_lvcmos[q\*2+1:q\*2]为解模频点q的反馈结果,00、01、10、11电平分别对应0、1、2态和未定义态
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M3,RSLT_PUSH_P,O/数字,采集结果数据发送接口
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M4,RSLT_PUSH_N,^,^
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F7,PO_READ_REQ_N,OD/数字,数字开漏输出,上拉接控制器,读请求低有效
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M7,GLB_FB_RX_P,I/数字,反馈结果数据接收接口
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||||
M8,GLB_FB_RX_N,^,^
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||||
N1,GLB_FB_TX_P,O/数字,反馈结果数据发送接口
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||||
N2,GLB_FB_TX_N,^,^
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J2 K7 L1 L2,DAQ_GPIO[3:0], IO/数字, daq预留GPIO
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D4,PO_PUMP_EN,O/数字,Pump使能信号输出
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B2,PO_DEBUG_OUT,O/数字,PLL模块模拟地,采用全局地GND
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F2 G1 H6 H3,AWG_GPIO[3:0],IO/数字, awg预留GPIO
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B13,DAC_VOUTP,O/模拟,DAC模拟输出
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C13,DAC_VOUTN,^,^
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E12,DAC_VBIAS_IREF_RES,POWER,偏置电路基准电流,外接5.2K电阻,并联10 uF去耦电容。
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G11,VREF500IN,POWER,DAC外部500 mV参考,需要去耦
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G13,CLK_REF_P,I/模拟,参考/采样时钟输入
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F13,CLK_REF_N,^,^
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||||
A12,PLL_VREF520,I/模拟,PLL外部520 mV参考电压,需要去耦
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H12,CP_OUT,O/模拟,PLL电荷泵电压输出
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J12,VCTRL,I/模拟,PLL内部VCO控制电压
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E11,BIAS_CAP,/,PLL偏置去耦,接片外电容100n电容
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D12,RES_2K,/,PLL接片外电阻2K
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F11,PORT_BIAS_TB,O/模拟,PLL加滤波电容,10uF*1,1uF*1,0.1uF*3
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K13,ADC_VINP,I/模拟,ADC模拟输入信号
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||||
L13,ADC_VINN,^,^
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N11,ADC_VR850,I/模拟,ADC外部850 mV参考,需要去耦
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||||
M11,ADC_VR350,I/模拟,ADC外部350 mV参考,需要去耦
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||||
N12,ADC_REF_SENSE,I/模拟,ADC 带隙电压内外部切换,1.8 V选择内部,0.52V选择外部
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||||
M12,ADC_VBIAS_IREF_RES,O/模拟,ADC偏置电路基准电流,外接5.2K电阻,并联10 uF去耦电容。
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Binary file not shown.
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@ -1,3 +1,17 @@
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---
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export_on_save:
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html: true
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html:
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toc: true
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embed_local_images: true
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embed_svg: true
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||||
title: 读出子系统历史无关功能配置项
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||||
author: 郭成
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date:
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# 宣传页封面
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## 主要特点
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@ -25,8 +39,11 @@ RBPU16是一款用于量子比特态信息读出的一款SoC芯片,
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TODO
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# 3. 管脚描述
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||||
TODO
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芯片配置,顶视图
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芯片管脚描述如下
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@import "pin_name.csv"
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# 4. 典型性能特点
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# 5. 专业术语
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@ -148,6 +165,24 @@ SPI的通信协议如下图所示:
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# 7. 应用注意
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## 7.1 模拟接口
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### 7.1.1 DAC输出接口
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DAC输出0-12 GHz信号,内部为50Ω电阻网络,
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||||
外部差分270 nH电感到地,然后经巴伦差分转单端,注意传输线阻抗匹配。
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||||
参考电路如下图所示:
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### 7.1.2 ADC输入接口
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||||
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### 7.1.3 时钟输入接口
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||||
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||||
### 7.1.4 环路滤波器
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||||
使用内部PLL时,外接滤波器结构如图所:
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||||
|
||||
### 7.1.5 基准电压输入
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||||
此端口的外接电阻决定了基准电流源的大小。其中,
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||||
ADC_VBIAS_IREF_RES端口要求外接电阻5.2 K到地,
|
||||
DAC_VBIAS_IREF_RES端口要求外接电阻5 K到地。两者都并接电容0.47uF。
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||||
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||||
## 7.2 启动顺序
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||||
为了确保芯片正常工作,需要满足以下启动顺序要求:
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@ -199,6 +234,17 @@ MCU运行到退出指令后,退出运行并进入空闲状态。
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|||
则只能在MCU运行结束后通过等待一定的时间,
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||||
通过检测是否有数据返回来判断实验是否完成。
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||||
在为读出芯片设置好采集数据请求阈值后,
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||||
当采集到的数据大于等于阈值便会触发一次读数据请求。
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||||
由于读出芯片通过LVDS接口回传数据,
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||||
持续进行实验时,为了避免缓存写满,
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||||
需要确保数据产生速率和数据回传速率匹配。
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||||
以获取解模IQ数据为例:
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||||
设T为数据产生时间间隔,N为每次读取的Qubit数量,
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F为LVDS的有效速率,触发间隔时间需要满足以下公式:
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$$T > \frac{64*N}{F}$$
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## 7.4 异常处理
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||||
INT_STATUS寄存器是INT_MASK与对应实际输入状态按位相与再与INS_STATUS本身按位或运算的结果,需要通过命令清零。
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||||
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@ -221,8 +267,7 @@ MCU模块仅能够访问模块内部的控制器指令、控制器数据和寄
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|||
* 注3:匹配滤波器参数和匹配滤波器权重分别对应FPGA和ASIC平台,
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||||
FPGA平台受限于计算资源有限,采用系数直接存储的方案,
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||||
需要额外配置0x580000地址数据,此时0x500000地址中仅包络参数有效。
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||||
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||||
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||||
* 注4:系统状态配置、模拟配置状态、PLL配置状态属于运维寄存器,实验时禁止修改。实验只需要修改DAQ配置状态和AWG配置状态。
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## 8.2 操作码字定义
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@ -237,3 +282,10 @@ FPGA平台受限于计算资源有限,采用系数直接存储的方案,
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|||
相应的驱动软件配置文件参考[读出芯片IDS表](ids/读出子系统IDS表.json)。
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# 9. 芯片尺寸
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* 焊球中心间距1mm
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* 焊球大小0.5mm
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* 焊球数量13*13=196个
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* 基板大小:1.4cm*1.4cm
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