从PCB开始研究FPGA设计问题
文章目录
- 从PCB开始研究FPGA设计问题
- 前言
- 一、高速电路板
- 1.1 电源供电
- 1.1.1 供电要求
- 1.1.2 退耦
- 总结
前言
这里只针对FPGA告诉电路板设计问题进行讨论
一、高速电路板
一个成功的高速电路板，需要再复杂的板路中，应该避免与高速I/O标准不符合的信号传输问题。因此需要从以下考虑
- 对所有器件进行电源滤波，均匀分配电源，降低系统噪声
- 匹配信号线，减少信号反射
- 降低并行走线之间的串扰：并行走线耦合不必要的信号
- 减小地反弹效应
- 进行阻抗匹配
即：电源干扰、线反射、并行线串扰、地干扰、阻抗问题
根据以上：那么衍生出解决方案
1.1 电源供电
1.1.1 供电要求
FPGA会有不同的功能、I/O标准和系统时钟频率，因此会有不同的电源要求。一般处于电磁屏蔽下的小型低速器件不会工供电有太多要求。但是在高电磁干扰或有高速信号产生的过渡瞬变的应用会对供电产生影响。
需要考虑供电因素有以下：
- 单调性：上电爬升的时候正斜率
- 软启动：可避免电压爬升过快。电源电压爬升时间是由要求的，过快会出现朗荣，过慢会导致电压长时间徘徊在阈值电压附近，导致器件无法正常复位
- 峰峰值波纹
- 峰值波纹变化率
- 上电顺序：FPGA的I/O电压必须在核心电压上电以后才能上电
1.1.2 退耦
在甚低频和甚高频有一个高阻抗，电容在某个频点时的阻抗最低。即其作用就是滤除供电干扰
总结
总得来说需要考虑信号线，信号线之间，电源供电（供电曲线，供电顺序（核心电压和io电压），电源退耦）