fpga中的电平标准
在做fpga ddr的配置,遇到了电平标准的困惑,因此,看官方文档ug471,写下来,加了一丝丝自己的理解,我认为核心就是理解端部阻抗匹配,理解了这个, 各种标准其实都很容易明白
- LVTTL
用于hr bank 3.3v,文档中有三种连接方式
源文档有三张图,对于单向信号的设计,对于第一张图的设计,没有任何端接电阻,可能会产生信号反射等现象;相对于图1,图2为源端的阻抗匹配,防止源端反射;图3为接收端的并联电阻匹配,高频信号直接在接收端被完全接收,但是,对于直流信号,会产生一个持续的静态电流,这是很容易理解的,增加功耗,如果源端的输出电阻较大,还会产生一定的静态压降,所以,可以采用ac耦合方式连接。
在当今的电路板上,绝大多数点对点的高速信号线都采用图2这种方式。
对于双向的图片,比如ddr的数据线,采用终端并联电阻,消除反射,不能采用在源端串联电阻,因为如果这么做,相当于在接收端也串联了电阻,过来的信号在接收端会形成进一步的衰减(经过接收端的串联电阻,必然形成更进一步的电压降低,源端电压->源端电阻降压->传输线->终端电阻降压;对于单向的,源端电压->源端电阻降低电压->传输线(=v/2),传输线的电阻就是给传输线电容充电感受到的电阻),对于高频信号,衰减更厉害(rc滤波);
对于fpga与ddr3,采用odt方式,实现对终端内存颗粒的内部终端电阻的开启控制;对于fpga作为接收端的时候,采用sstl_t_dci实现内部的并联电阻匹配。
2 LVCMOS
用于hr HP bank ,多种电平标准,LVCMOS12, LVCMOS15, LVCMOS18, LVCMOS25, and LVCMOS33,连接方式和lvttl类似,lvttl用的少,只是为了适应一些旧设备。
3 LVDCI (Low-Voltage Digitally Controlled Impedance)
用于HP bank ,作为输入,等价于LVCMOS;作为输出,等价于在lvcmos基础上加了一个源端串联终端,保证信号完整性;该阻值=Rvrn=Rvrp。
4 HSLVDCI (High-Speed LVDCI)
用于HP bank ,用于双向;当作为输出,等价于LVDCI,作为输入,基本identical to HSTL and SSTL。
5 HSTL(High-Speed Transceiver Logic)
主要特点是:接收端增加一个比较器,同时,采用接收端并联电阻方式;
Class_I,用于单向,只有接收端有意义
对于差分的情况,类似。差分的只支持1.5v 1.8v的情况。
Class_II,可用于单向和双向,接收端有意义,只是在发送端有了并联电阻阻抗匹配
差分Class_II也类似;
HSTL_II_T_DCI (1.5V or 1.8V) Split-Thevenin Termination (3-state),这个模式,可以通过三态,使得输出端没有并联的电阻。
6 SSTL
和hstl类似,这里不细追究他们的差异,需要的时候再去追究。sstl主要用于内存,对于ddr3,对于单向的使用sstl15,对于双向的使用sstl_t_dci
需要说明的是,对于单向的,很多时候不像文档中的图片,并没有使用外部的发送端的并联电阻;
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