關於7系列FPGA LVDS和LVDS

引言:我們在設計外設和Xilinx 7系列FPGA互聯時,經常會用到LVDS接口。如何正確的保證器件之間的互聯呢?本博文整理了Xilinx官方相關技術問答,希望能給開發者一些指導。

1. Xilinx-7系列FPGA差分信號接口

Xilinx 7系列FPGA提供了兩種I/O Bank:高性能(HP)I/O Bank和寬壓範圍(HR)I/O Bank。

HP I/O Bank: 支持最大VCCO 電壓為1.8V,LVDS為HP I/O Bank差分信號電平

HR I/O Bank: 支持最大VCCO 電壓為3.3V,LVDS_25為HR I/O Bank差分信號電平

關於7系列FPGA  LVDS和LVDS_25 I/O Bank兼容問題

表1、LVDS_25電平DC特性


關於7系列FPGA  LVDS和LVDS_25 I/O Bank兼容問題

表2、LVDS電平DC特性

2. 差分接口檢查表

在進行7系列差分接口設計時,我們可以參考圖1和圖2檢查表,遵循圖中要求,以保證電氣正常連接。

關於7系列FPGA  LVDS和LVDS_25 I/O Bank兼容問題

圖1、HP Bank-LVDS電平兼容設計檢查表


關於7系列FPGA  LVDS和LVDS_25 I/O Bank兼容問題

圖2、HR Bank-LVDS_25電平兼容設計檢查表

在圖1檢查表中,我們可以看到:

  • HP LVDS IO 作為輸出管腳時,VCCO電壓只能為1.8V,IO內部端接電阻可用;
  • HP LVDS IO 作為輸入時,VCCO電壓可以不為1.8V,此時,LVDS電平可以輸入到HP I/O Bank。這種情況,注意:
  • 1)DIFF_TERM屬性必須為FALSE,IO內部端接電阻不可用,只能使用外部端接;
  • 2)確保驅動器件VOD和VOCM電平在7系列接收器VIDIFF和VICM要求的範圍內。
  • 舉例,假如HP VCCO=1.5V,此時可以接收LVDS輸入,但是信號輸入擺幅不能超過VCCO+0.25V。

對於圖2檢查表,類似上述描述。

3.說明

1.關於3.3V LVDS

在某些老版本FPGA家族中,LVDS_33 I/O標準是可用的,但在7系列器件中不支持;如果使用LVDS輸出,無論是在HR Bank還是HP Bank,VCCO都不能採用3.3V供電。7系列I/O Bank支持舊家族FPGA LVDS_33輸出,但是必須確保滿足:1) 數據手冊中表1和表2中VIN要求不能違反;2) LVDS(HP Bank)或者LVDS_25(HR Bank)中的VIDIFF和VICM要求不能違反 。


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