FPGA理论基础一一一简单的硬件知识



一、BANK

7系列的FPGA中,BANK分为HPBank、HRBank、HDBank;但并不是一个FPGA中会同时包含HP/HR/HDBank

  • HP(HighPerformance)接口为高速接口,高性能。用于存储器或者芯片与芯片之间的接口,DDR由于速率比较高,Bank电压最高也只能到1.8V。
  • HR(HighRange)可接受很宽的电平标准。最高能够支持到3.3V的电压。
  • HD BANK应用于低速I/O的场景,最高速率限制在250M以内,最高电压也是支持到3.3V。无论是HR或者HPBANK,每个BANK都包含50个I/O管脚,每个I/O管脚都可配置成输入、输出。每个BANK的首尾管脚只能作为单端I/O,其余48个I/O则可配置成24对差分I/O。单端的I/O管脚支持LVTTL、LVCMOS、HSTL、PCI等等常用的电平标准。差分的I/O管脚则支持LVDS、差分HSTL等差分信号。

1.1、BANK0

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BANK0为配置BANK
VCCO_0

  • BANKO中的电平标准:可连接3V3/2V5/1V8/1V5等电压。
  • CFGBVS 引脚:bank0电压范围选择引脚,该引脚用于确定bank0的供电电源的范围。如果该引脚接VCC,则bank0使用2.5V或者3.3V供电(具体看VCC接的是哪一个电压)。如果接GND,则bank0供电电压小于等于1.8V。
  • PROGRAM_B引脚:低电平有效,复位配置整个器件。在下降沿时配置复位初始化,上升沿时配置时序开始启动。
  • HP I/O Bank: 支持最大VCCO 电压为1.8V,LVDS为HP I/O Bank差分信号电平
  • HR I/O Bank: 支持最大VCCO 电压为3.3V,LVDS_25为HR I/O Bank差分信号电平

1.2、BANK14

BANK14:
可接1V2/1V5/1V8/2V5/3V3等多种电压,但是主SPI/主BPI模式下配置过程涉及到该BANK上的某些引脚,需要和VCCO_O保持一致。就是与jtag相关的引脚。另起文章说明jtag烧录的几种方式和引脚说明…

1.3、MGTBANK

MGTBANK(Multi-GigabitTransceiverBank,多吉比特收发器)是XilinxFPGA中的一个重要功能模块,尤其在支持高速通信和串行传输时至关重要。可以把它理解为一个高速串行并行转换器,其串行速率可达几十G。它可以将输入的并行数据转换为串行输出,或者将串行数据转换为并行数据。它既可以作为独立的发送装置或接收装置,也可以同时进行发送和接收。此外,用户可以根据需要自定义协议来实现通信,与其他核配合使用,以实现协议通信。不同型号、不同封装的FPGA具有不同数量的MGTBank,传输速度都不一样.
高速IO接口类型:GTP、GTX、GTH、GTY、GTZ、GTM
速率大小为:GTP<GPX<GTH<GTZ<GTY<GTM

系列的FPGA,GTP最高可以达到6.6Gb/s,GTX最高12.5Gb/s,GTH最高13.1Gb/s,GTZ最高28.05Gb/s

二、上电时序

普通电源:〖从低到高〗
一般上电顺序依次为VCCINT、VCCBRÅMVCCAUX、VCCO、VCCAUX10
1、VCC1VO_FPGA:内核、RAM
2、VCCIV8_FPGA;辅助电源(1.8在1.0之后)
3、VCC3V3_FPGA、VCC1V5_FPGA_DDR3
MGT电源:
一般上电顺序依次为VCCINT、MGTAVCC、MGTAVTT。MGTVCCAUX无顺序。VMGTAVCC和VCCINT可以同时上电。
以VCC1VO_FPGA_MGT;
2、VCC1V2_FPGA_MGT;(1.2在10之后)
3、VCCIV8_FPGA_MGT无上电时序要求
FPGA电源上电上升时间要求基本上都是0.2一50ms。

三 认识命名规则

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在硬件原理图中,IO_L8N_HDGC_45是一个特定的引脚标识,它包含了多个信息,具体如下:

  1. IO:表示这是一个输入/输出(I/O)引脚。
  2. L8N:表示这是第8个逻辑通道的负边(N表示负,P表示正)。
  3. HDGC:代表这个引脚属于高密度全局时钟(High-Density Global Clock)配置。在Xilinx FPGA中,HDGC引脚通常用于全局时钟信号的分布,它们是为高速和高密度的时钟网络设计的,以减少时钟偏差和提高信号完整性。
  4. 45:表示这个引脚属于第45个I/O(Bank 45)。在Xilinx FPGA中,I/O银行是一组共享相同电源和地的引脚,它们通常被配置为具有相似功能的一组引脚。

综合来看,IO_L8N_HDGC_45指的是一个位于第45个I/O银行的第8个逻辑通道的负边引脚,并且这个引脚被配置为高密度全局时钟用途。这种类型的引脚通常用于高速数据传输和时钟信号的分配,以确保信号的完整性和同步。

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