Xilinx Notes(3)

2020-04-14 02:42

1.5.6 Controlled Impedance Driver(Source Termination)

将输出信号的源端阻抗调整到与参考电阻一致。以下I/O标准支持该源端匹配,LVDCI_15,LVDCI_18, HSLVDCI_15, HSLVDCI_18, HSUL_12_DCI, and DIFF_HSUL_12_DCI。

1.5.7 Controlled Impedance Driver with Half Impedance(Source Termination)

将输出信号的源端阻抗调整到与参考电阻的1/2。以下I/O标准支持该源端匹配,LVDCI_DV2_15 and LVDCI_DV2_18。

1.5.8 Split-Termination DCI (Thevenin Equivalent Termination to VCCO/2)

部分I/O标准,如HSTL和SSTL,需要将输入阻抗R端接到VTT或VCCO/2。这需要用到

戴维南等效匹配。外部参考电阻使用2R。Table 1-2为支持该端接方式的I/O标准。

对于7系列以前的芯片,上述端接需要的参考电阻是R,而不是2R。

1.5.9 DCI and 3-state DCI (T_DCI)

仅双向管脚可应用T_DCI。当输出高阻时,输入的split-termination被启用。

1.5.10 DCI in 7 Series FPGAs I/O Standards

Table 1-5列出了所有DCI支持的I/O标准,并介绍了正确使用DCI的步骤。

1.6 Uncalibrated Split Termination in High-Range I/O Banks (IN_TERM)

HP bank通过DCI和T_DCI控制阻抗,对于HR bank,可以通过IN_TERM控制阻抗。具体区别有,IN_TERM仅应用于输入管脚;当输出高阻时,可应用于双向管脚;使用内部电阻,不可校准,不能进行PVT补偿;可配置的戴维南等效阻抗有40、50和60。Table 1-7描述了支持IN_TERM的I/O标准。

2. 7 Series FPGA SelectIO Primitives

单端、差分输入输出缓冲器原语。

3. 7 Series FPGA SelectIO Attributes/Constraints

? DCI_CASCADE Constraint ? Location Constraints ? IOSTANDARD Attribute

? IBUF_LOW_PWR Attribute:trade-off between performance and power. ? Output Slew Rate Attributes ? Output Drive Strength Attributes

? PULLUP/PULL DOWN/KEEPER Attribute for IBUF, OBUFT, and IOBUF

? Differential Termination Attribute:与DCI不同,功耗更小,不需要VRP/VRN ? Internal VREF:每bank都独立,通过VCCAUX产生 ? VCCAUX_IO Constraint

4. Supported I/O Standards and Terminations

本章节描述7系列FPGA的I/O标准、匹配方式和可设置选项,包括特殊的注意事项。

5. Rules for Combining I/O Standards in the Same Bank

描述了在同一Bank上应用不同I/O标准时的注意事项和规则。

? 输出I/O标准兼容。VCCO一致。 ? 输入I/O标准兼容。VCCO和VREF一致。 ? 输入输出I/O标准一致 ? 双向、输入、输出标准兼容 ? 使用DCI的情况

Table 1-55描述了7系列FPGA所支持的I/O标准,及其对VCCO、VREF的要求。

6. Simultaneous Switching Outputs

Simultaneous Switching Outputs简称(SSOs)。由于封装电感,每一部分或者每种封装支持的SSOs是有限制的,尤其是在使用高速、大驱动能力的输出时。

PlanAhead的SSN predictor tool可以提供分析每个pin噪声容限的工具。

6.1 Pin Planning to Mitigate SSO Sensitivity

将SSOs和敏感输入/输出隔离开,如离开一段距离。

可能成为SSO的有,class-II版本的HSTL和SSTL,PCI,驱动能力8mA以上的LVCMOS和LVTTL等。

输出管脚的分配应该分散,而不是集中。

通过添加虚拟地管脚和虚拟VCCO管脚可以降低SSO的影响。虚拟地管脚:创建一个输出管脚,驱动能力最大,由逻辑0驱动,连接到地。虚拟VCCO管脚:创建一个输出管脚,驱动能力最大,由逻辑1动,连接到VCCO。

Parallel LVDS High-Speed DAC Interface

参考xapp594-parallel-lvds-hs-dac-interface.pdf。

1. Summary

该应用描述了如何使用串化器(OSERDESE2)实现高速DAC和FPGA的互连。I/O标准使用LVDS。

2. Introduction

DAC的分辨率通常有12、14和16位,其输入数据通常是交织(interleaved)的,所以与高速DAC的接口常需要两个bank或更多(每个bank最多支持24对差分信号)。与DAC的接口配置为OSERDESE2,可接受8bit并行数据,工作在SDR或DDR模式。

3. FPGA Resources

7系列FPGA具有HP和HR bank。其中仅HP bank同时支持OSERDESE2和ODELAYE2,HR bank支持不带ODELAYE2的OSERDESE2。

4. DAC LVDS Interface

通常情况下,高速DAC输出一个时钟,提供给与之互连的器件使用。然后,该器件需要向DAC提供数据和同频时钟。提供给DAC的时钟和数据之间可以是沿对齐的或移相90度。

DAC提供的时钟通过一个clock-capable I/O (_CC_IO)连接到FPGA的MMCM。

MMCM放置在I/O bank后的逻辑电路附近,并且可以控制相应的时钟区域(需要设置RLOC或LOC属性)。

对于DAC同时需要时钟和数据的应用,接口基本设置如下。时钟的反馈在FPGA内部即可。

对于DAC仅需要数据的应用,接口如下。

4.1 Bit Clock from the DAC

介绍了两种处理来自DAC的时钟的方法。第一种是不使用时钟管理电路,第二种使用MMCM。分别介绍了两种方法的具体配置过程,如输入输出管脚属性的设置、时钟反馈如何连接等。

4.2 Bit Clock to the DAC

介绍了产生源同步时钟的方法。时钟通过与数据同样的OSERDESE2电路生成,保证了两者之间时序性能的一致性,通过ODELAYE2实现与数据的相位偏移。在xapp594所述应用中,源同步时钟并不是通过MMCM产生一个同步或90度相移的时钟,因为该时钟在输出


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