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FPGA学习总结5:常见IO接口标准

0.FPGA SelectIO 引言

xilinx 7系列FPGA的SelectIO。所谓SelectIO,就是I/O接口以及I/O逻辑总称;说I/O,我们必须先提到FPGA的BANK。在7系列的FPGA中,BANK分为HR(High-range)BANK和HP(High-performance) BANK。

1.HP BANK只能支持小于等于1.8V电平标准的I/O信号,HP BANK专为高速I/O信号设计,支持DCI(数控阻抗);

HP BANK涉及的高速I/O接口类型:GTX、GTH、GTY、GTP、GTZ、GTM;

它们都是高速收发器,但传输速率不同,速率大小为:

GTP < GPX < GTH < GTZ < GTY < GTM

不同芯片上使用的高速收发器也不同,也是如此GTX,不同系列芯片的速率也可能不同。比如7系列的FPGA,GTP最高可达6.6Gb/s,GTX最高12.5Gb/s,GTH最高13.1Gb/s,GTZ最高28.05Gb/s

在A7该系列使用的高速收发器是GTP:

在K7该系列使用的高速收发器是GTX:

V7以上是系列GTX/GTH/GTZ它们都被使用,只在高端芯片上使用GTZ。

UltraScale和UltraScale 的FPGA,高速收发器的使用收发器的使用速度最低GTH,高端的Virtex UltraScale 中使用了GTM

Versal ACAP该系列芯片也使用高端芯片GTY和GTM

下表总结了各系列的表格FPGA高速收发器的类型和性能。

2.HR BANK则支持小于等于3.3V电平标准的I/O信号,而HR BANK适合所有更受欢迎的人I/O下表列出了信号设计。HP BANK 和HR BANK的特性。

无论是HR或者HP BNANK,每个BANK都包含50个I/O管脚,每个I/O可配置管脚输入输出。,其余48个I/O可配置24对差异I/O。

单端的I/O管脚支持LVTTL、LVCMOS、HSTL、PCI等等常用的电平标准。I/O管脚则支持LVDS、差分HSTL等差分信号

1.FPGA 常见IO接口配置

Xilinx FPGA提供和支持高性能、可配置、多样化的接口标准。

Xilinx SelectIO:个人整理_u924512005的博客-CSDN博客_selectio

注:压摆率越快,电平转换时间越短,时间性能越好;

当使用高速IO接口时,接收端通常需要匹配的端接电阻,有利于高低电平的转换,提高信号的完整性,端接电阻应尽可能放置在接收端。

差分输入端通常需要并行端接100Ω的电阻,FPGA端接电阻提前内置在差分输入接收器中,其电阻R为100Ω,为可选项optional。设计师也可以使用外部端接电阻来匹配电阻,电阻值的选择更加灵活。使用片上内置的端接电阻可以节省无聊和减少PCB面积

通过UCF语法规则如下:

NET <I/O_NAME> DIFF_TERM = "<TRUE/FALSE>"

通过UCF语法规则如下:

NET <I/O_NAME> IN_TERM = "UNTUNED_SPLIT_<25,50,75>"

从上图可以看出,输出端(也称为源端)也可以配置输出端电阻,以减少信号反射,应用于高速单端信号场合,如FPGA输出驱动DDR3芯片。输出端接电阻也是。optional常见阻值R为可选项none,25Ω,50Ω,75Ω。通UCF文件进行约束,是否使用单端输出端接电阻,语法规则如下:

NET <NET NAME> OUT_TERM = <NONE/ UNTUNED_25 / UNTUNED_50 / UNTUNED_75>;

 2.实例应用:

具体在FPGA中使用时,我们在FPGA约束文件XDC需要对FPGA的管脚做如下处理:

常见IO接口标准之FPGA_CAOXUN_FPGA的博客-CSDN博客_fpga io口

3.电平标准和阻抗匹配

关于高速接口:

LVPECL、VML、CML、LVDS接口定义介绍-其它文档类资源-CSDN下载

TI官方指导LVPECL、LVDS、HSTL、AndCML接口AC耦合匹配教程-其它文档类资源-CSDN下载

Xilinx 7系列FPGA架构 SelectIO 常见电平标准和阻抗匹配(精华)_一个早起的程序员-CSDN博客_tmds电平标准

标签: ddr端接电阻电流

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