1、綜述

ETA108是英創公司推出的一款低成本高性能的AD采集模塊，相比英創公司的其他數據采集擴展模塊，ETA108的一個主要特點是支持硬件周期脈沖觸發AD采集，因此ETA108非常適合應用于要求高精度采樣間隔的波形數據采集。ETA108波形數據采集模塊可廣泛應用于多通道波形記錄儀、電力諧波分析、故障錄波、振動信號分析、瞬態信號采集、通用數據采集等多種應用領域?，FESM335x Linux已支持ETA108數據采集模塊。

ETA108性能：

? 8通道單端輸入或4通道差分輸入

? 輸入量程0~4.096V

? 每通道具有獨立的高阻抗增益放大器(PGA),可實現各種傳感器之間的直接接口連接，并支持用戶配置通道增益Gain=1/2/4/8)

? AD轉換精度12bit

? AD最高采樣速度100ksps

? 可選擇多種平均操作模式，使輸出AD精度達到14bit。其中有快速平均和精確平均兩種模式可以選擇?？焖倨骄Ｊ剑簩?，8或16次采樣結果做平均，可增加AD分辨率到14bit，快速平均模式適用于輸入到PGA的信號比較穩定的情況。精確平均模式：對4，8或16次采樣結果做平均，可得到比快速平均模式更精確的采樣結果。此模式在輸入信號不太穩定的情況下適用。

使用4次平均模式總采樣速率不得高于20ksps，使用8次平均模式總采樣速率不得高于10ksps，使用16次平均模式采樣速率不得高于5ksps。當用戶采用默認設置進行采樣時，我們的驅動會根據用戶設置的采樣速度進行設置，使用能夠達到的最高平均模式以提高采樣精度。用戶也可自行設置。

關于ETA108更詳細的參數以及設置方法請參考《ETA108數據采集模塊應用手冊》（Linux）。

2、應用程序接口

1、驅動程序

在使用ETA108之前，需要在系統中先加載ETA108的驅動程序。我們提供eta108.ko驅動模塊，用戶使用insmod /(目錄)/eta108.ko 命令就可以加載驅動。

為了實現ETA108的高速數據采集，在其驅動程序中，充分利用了ESM335x的高性能DMA技術，從而保證了ETA108與ESM335x主板之間僅靠簡單的4線制SPI接口就實現了硬件連接，同時，DMA技術的引入，也將數據采集對系統性能的影響降到最低?？紤]到實際應用，ESM335x ETA108驅動程序支持單次采樣模式和連續采樣模式，兩種模式下驅動每采集到512個點的數據（1kB數據大小）或者采樣結束就會通知用戶程序，建議應用程序中select函數和read函數一起使用盡快讀出數據，以避免驅動維護大量的數據緩存。

連續采樣處理流程

驅動程序中進行設置的eta108_config結構體。

eta108_config結構體是ETA108的配置數據結構體，包含了采樣率，采樣長度，采樣通道設置，通道寄存器配置等參數。其定義如下：

struct eta108_config

{

unsigned int rate;

unsigned int count;

unsigned int channel;

void *config;

unsigned int config_len;

};

在我們提供的驅動程序中，eta108_config結構體即可用為函數的輸入參考，其結構體成員含義說明如下：

ADS_CONFIG結構體定義

成員	定義 / 輸入參數
rate	設置總的采樣率，每通道采樣率= rate/通道數
count	設置每個AD通道的采樣次數>0：單次采樣=0：連續采樣
channel	設置需要采樣的通道，對應位置1
config	指向AD通道配置的buffer，此參數用于設置ETA108的寄存器，config =NULL時，系統將使用默認配置
config_len	config指向buffer的長度

ETA108單通道采樣時采樣速度可以達到100ksps，如果多通道采樣，由于內部通道轉換需要時間，最高只能達到50ksps，rate設置需要滿足此限制。channel的低8bit（bit0～bit7）依次對應AD通道0～通道7，如果要采集某個通道的數據，需要將其對應的位置為1。比如要采集通道0、通道1和通道7的數據，則應設置channel=0x83；差分模式下只需設置差分通道中的一個通道的對應位為1，比如通道0、通道1在差分模式下工作，只需將0通道位置1，設置channel=0x1。

2、ETA108驅動輸入輸出數據格式：

用戶可以對ETA108的進行設置以改變ETA108工作模式，eta108_config中config指向的buffer格式為：

bit	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
data	1	0	A3	A2	A1	A0	0	0	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0

寄存器寫

允許的設置及其意義詳見《ETA108數據采集模塊應用手冊》（Linux）。

讀取采樣數據的格式如下(unsigned short)：

bit	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
data	D13	D12	D11	D10	D9	D8	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0	0	0

ETA108轉換結果

其中第0、1位總是0，第2、3位為平均模式下增加的2位分辨率，如沒有采用平均模式則此兩位為0，第3-15位為12bit的AD數據。多通道采樣模式下，應用程序從驅動中讀得的AD數據是按通道依次存放的，低通道在前，比如應用程序同時連續采集CH1,CH2,CH5三個通道，read（）函數讀得的AD數據存放為CH1、CH2、CH5、CH1、CH2、CH5、CH1………，每個通道16bit。

ETA108的量程為0~4.096V，則可得D13~D2這12bit的數據對應的轉換關系如下表，用戶可據此換算數值：

理想情況下的AD轉換結果

描述	模擬量輸入	數字量輸出
滿量程范圍	4.096V-REF	二進制	十六進制
最小分辨率（LSB）	V-REF/4096
滿量程	V-REF-1LSB	1111 1111 1111	FFFF
1/2量程	V-REF/2	1000 0000 0000	8000
1/2量程 - 1 LSB	V-REF/2-1LSB	0111 1111 1111	7FFF
零	0V	0000 0000 0000	0000

3、接口函數

1)加載設備驅動：

#：insmod /(目錄)/eta108.ko

會自動創建設備文件 /dev/eta108

2)打開設備文件-open：

int fd = open ( "/dev/eta108", O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR );

3)設置采樣參數-write：

struct eta108_config transfer;

memset ( &transfer, 0, sizeof(transfer) );

transfer.rate = 100000; //采樣速率

transfer.channel = 0x1; //采樣通道

transfer.count = 10000; //每通道采樣次數

//自定義設置，此處為0通道設置GPA放大2倍，設置為NULL時采用默認設置

unsigned short cmd[1] = {0x8004};

transfer.config_len = 2; //2字節

transfer.config = cmd;

if(write ( fd, &transfer, sizeof(transfer) )<0)

{

printf ( "WRONG!!!!!!!!!!!!!!!!\n" );

exit ( 1 );

}

4)啟動采樣：

if(ioctl ( fd, ETA108_START, &transfer )<0)

{

printf ( "START WRONG!!!!!!!!!!!!!!!!\n" );

exit ( 1 );

}

5)停止采樣：

if(ioctl ( fd, ETA108_STOP, &transfer )<0)

{

printf ( "STOP WRONG!!!!!!!!!!!!!!!!\n" );

exit ( 1 );

}

6)讀取采樣數據-read：

驅動內部每采集512個點（1kB）的數據或者采樣結束就會通過select函數通知應用程序，建議應用程序中盡快讀出數據，進行存儲或者計算，read函數返回實際讀取的字節數。

int count_in_byte = 0;

int read_count=0;

char read_buf[transfer.count*2*1]; // 1個通道，每個數據2個字節

char *real_read = read_buf;

for ( i=0; count_in_byte

{

FD_ZERO(&fdRead);

FD_SET(fd,&fdRead);

aTime.tv_sec = 2;

aTime.tv_usec = 0;

ret = select ( fd+1, &fdRead, NULL, NULL, &aTime );

if ( ret<0 )

printf( "select, something wrong!\n " );

if ( ret>0 )

{

if ( FD_ISSET(fd, &fdRead) )

{

read_count = read(fd, real_read, 1024);

if ( read_count<0 )

{

printf ( "READ WRONG!!!!!!!!!!!!!!!!\n" );

exit ( 1 );

}

real_read += read_count;

count_in_byte += read_count;

}

}

}

7)關閉設備文件：

close ( fd );

用戶如需使用ETA108數據采集模塊，請和我們聯系。