说明:ANSI/VITA 57.1-2008标准对FMC详细规定了规范,包括FMC特性、尺寸、FMC载板、FMC连接器的管脚分配和电气要求都有详细的要求。根据项目的实际情况,本文和后续博客对本标准进行了详细的翻译和分析FMC对相关产品进行实例分析。FPGA夹层卡的朋友提供参考。
概述
FPGA 夹层卡 (简称FMC) 标准由包括 FPGA 公司联盟开发,包括制造商和最终用户,属于 ANSI 标准旨在基础板(载卡)上 FPGA 提供标准的夹层卡尺寸、连接器和模块接口。I/O 接口与 FPGA 分离,不仅简化了 I/O 接口模块设计也可以最大化卡的重复利用率。如下:
- 数据吞吐量:支持高达 10 Gb/s 信号传输速率、夹层卡与载卡之间的潜在总带宽 40 Gb/s。
- 延迟:消除协议费用,避免延迟问题,确保确定性数据交付。
- 简化设计:无需了解 PCI、PCI Express? 或 Serial RapidIO 专业技术等协议标准。
- 系统成本:通过简化系统设计,降低功耗,缩短工程设计时间,缩短工程设计时间IP 核对材料成本。
- 重复设计:无论是定制的内板设计还是商业成品 (COTS) 夹层卡或载卡,FMC 标准有助于现有的 FPGA / 重新使用新的载卡设计 I/O 上,这只需要更换 FMC 模块并对 FPGA 稍作调整设计。
1. FMC介绍
近年来,系统需要更多不同类型的前面板IO功能。典型的,这些前面板IO功能固定在3U或者6U形状卡或和PMC或者XMC模块配合使用。
以前,3U或6U使用固定特殊功能的特殊功能IO改变前面板IO必须替换3个功能U或者6U板卡。
PMC和XMC模块为3U或者6U形状卡提供可配置的前面板IO,但是PMC和XMC模块占用3U和6U载板面积更大。
该文档提供了新的IO夹层模块。它提供到3U和6U形状卡的连接不限于二次尺寸。它占用的载板面积小于PMC和XMC模块通常用于提供一种到达FPGA连接或其他可配置的设备IO连接。
1.1 该标准的定义目标:
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IO支撑载板包括夹层模块:VME/VPX/VPX/REDI/CPCI/CPCIe/ATCA/AMC/PCI/PCEe/PXI/PXIe载板;
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高速IO连接:最大支持IO速率到10Gb/s;支持单端和差分信号2Gb/s;可用性很大IO;
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高速IO电气连接器:支持宽范围信号标准;系统可配置IO功能;紧密结合FPGA;
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IO夹层卡机械性能:最小尺寸;高、低性能应用;传导和加固支撑。
1.2 FMC概述
FMC标准面向应用范围,环境和市场描述了多功能模块。该说明定义了一个可以扩展到加固传导级应用的商业版本。
该标准双宽模块可使用额外宽度的载板,需要更大的前面板空间或更大的PCB面积。
FPGA提供高管脚的数量,可以多操作Gb/s速率。为了保持夹层模块,应用了最新的连接器技术I/O和FPGA高性能载板连接。
FMC定义夹层模块时,不使用固定的协议接口,尽量减少系统支持,并支持管脚位置的灵活分配。
1.3 标准术语
FMC标准定义了一些特殊术语来识别技术描述的关注,以保持每个制造商FMC夹层卡最大兼容性。
- 所有的“”为了保持子卡与背板的兼容设计,必须遵守;
- 强烈建议设计师遵守""的内容,该推荐能够帮助设计者避免设计性能下降或者其他问题。这些推荐内容是基于设计经验规定的,目标是让开发者迅速的上手。
- “这对开发者来说并不重要,但它有助于做出一些设计决策,以避免设计中的困难。
- “让读者相信某些方法是可以接受的,不会造成问题。
- “没有明确的建议。它们通常用来解释某些规则的影响,并在某些项目中注意解释某些规则背后的原因。
1.4 FMC释义
FMC夹层卡 电路板 电路板安装 载板 FPGA夹层卡 建议传导冷却的FMC IO夹层卡 商业级FMC IO夹层卡 建议传导冷却 FMC载板 商业级FMC IO载板 空气冷却 传导冷却 散热面 高管脚连接器 低管脚连接器
1.5 参考文献
略
1.6 尺寸
所有标准CAD均采用尺寸图为单位。
2. FMC兼容
2.1 FMC夹层卡的最小特性
标签夹层模块兼容FMC,IO夹层模块应满足本标准的所有适当要求。 提供IO机械约束夹层模块。 本标准优先考虑参考文献或说明与本标准冲突。