1.2 selectio之I/O标准和终端技术(一)


   在电子系统或设备中,I/O标准是指可以与系统或设备兼容的信号传输标准,属于物理层的电气特性的描述。不同的I/O标准定义了不同的信号电气特性、电压级别、传输协议等,常见例如TTL、CMOS和LVDS等,每个标准都有自己特定的规范和要求。对于高速信号,可以通过终端技术来确保在高速数字通信中的信号完整性,并防止信号反射。终端技术的目的是将传输线的特性阻抗与信号匹配,以最小化信号的衰减和反射。xilinx支持的终端阻抗匹配包括数字阻抗控制(DCI)和片上终端匹配,对于HP BANK这两种都支持,HR BANK仅支持片上添加匹配电阻来实现阻抗匹配,这种匹配不会补偿因温度、电压等引起的阻抗变化。

Xilinx参照JEDEC,支持了许多I/O标准,例如LVTTL、LVCMOS、HSTL、SSTL、HSUL、LVDS等等,我们可以通过IOSTANDARD添加约束来指定I/O标准,也可以在原语中进行说明。

1LVTTL

LVTTL(Low-Voltage Transistor-Transistor Logic)是一种低电压的晶体三极管逻辑标准。它是TTL(Transistor-Transistor Logic)标准的变体,它采用更低的供电电压,通常为3.3伏(V)。低电平和高电平的电压阈值会根据具体的器件和规范而有所不同,但通常低电平范围接近0伏至0.8伏,高电平范围接近2.2伏至3.3伏。

Xilinx的LVTTL设计是遵循EIA/JESD标准的,适用于3.3V的相关应用。它使用单端CMOS输入缓冲器和推挽输出缓冲器来支持LVTTL的输入与输出的。进一步说输入信号会转换成CMOS逻辑电平,对于输出信号是通过推挽输出缓冲器将输入逻辑信号转换成推或拉的输出电平,这样能够提供足够的输出电流以驱动外部负载。

对于LVTTL,HR是支持的,但HP不支持。支持该标准的原语有如下表所示的IBUF、OBUF、OBUFT和IOBUF。对于输出类型可以这是驱动强度和斜率。

2LVCMOS

      LVCMOS(Low-Voltage CMOS)是一种使用低电压供电的CMOS电路,具有低功耗、高集成度和抗干扰能力强等优点。LVCMOS通常指的是以3.3伏(V)或者更低的电压供电的CMOS电路。Xilinx支持1.2V、1.5V、1.8V、2.5V和3.3V,分别命名为:LVCMOS12、LVCMOS15、LVCMOS18、LVCMOS25和 LVCMOS33。

       HR和HP BANK均支持LVCMOS标准,但对不同的电平标准和类型,其属性描述也略有不同,如下表所示,这些不同可以在原语中更改也可以通过添加约束来实现。

1LVCMOS 3.3和2.5V(HR BANK支持)

2LVCMOS1.8V

3LVCMOS 1.5V

4LVCMOS 1.2V

3LVTTL和LVCOMS的区别

LVCMOS和LVTTL是两种不同的电平标准和电路技术,也就是CMOS和TTL的区别,LVCMOS电压标准通常是以3.3V及更低的电压为基准,例如上文所述的1.8V、1.2V,而LVTTL则是3.3V,甚至5V。LVCMOS功耗要比LVTTL更低,适用于低功耗场景,与之对应,LVTTL则具备不错的驱动能力,能够提供较高的输出电流。






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