《FPGA设计实战演练》学习笔记(一)FPGA板级基础五要素电路介绍及注意事项(最小系统)
目录
- 基础五要素(类似最小系统板)
- 电源电路
- 核心电压
- I/O电压
- 辅助电压
- 常见的供电方案
- GND的注意事项
- 时钟电路
- 复位电路
- 配置电路
- 外设电路
学习书籍:FPGA设计实战演练 逻辑篇吴厚航 编著
基础五要素(类似最小系统板)
电源电路
FPGA的电压需求有三类:核心电压、I/O电压、辅助电压。
核心电压
保证FPGA内部逻辑电路正常运行的基本电压,一般在官方提供的器件手册中找到。
I/O电压
FPGA的所有信号引脚基本可以作为普通I/O口使用,通常这些引脚会根据排列位置分为几个bank,同一个bank内的I/O引脚共用一个I/O电压,可以给不同的bank供给不同的电压,他们之间是不连通的。
书中举例Cyclone III 的某些bank支持LVDS差分电平标准(Low-Voltage Differential Signaling,低电压差分信号,这种标准采用极低的电压摆幅高速差动传输数据,可以实现点对点或一点对多点的连接,具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等优点),一般器件手册会要求供给1.5v电压。
辅助电压
除了上面的两个,其他的都称为辅助电压。其中有一个重点是PLL(Phase Locked Loop,锁相环)功能块的供电电压,PLL是模拟电路,FPGA的其他部分是数字电路,所以PLL的输入电压有讲究,需要专门的电容电路做滤波处理。
常见的供电方案
有LDO稳压器、DC/DC芯片、电源模块。
LDO低纹波,电流输出能力较差,便宜、电路简单
DC/DC芯片保证较高的电源转化率,散热容易,输出电流也大。(最好选择)
电源模块稳定性能,价格贵,快捷简单。
参考的有:器件手册(handbook)、应用笔记(application notes)、白皮书(white paper)
GND的注意事项
统一公共接地,但要注意一些特殊应用是否有隔离的要求。
如果FPGA芯片的底部中央有接地焊盘,一定要接,否则FPGA可能不工作,这个地是连接FPGA内部的很多中间信号的地端,不和其他的地信号直接导通
时钟电路
FPGA器件的时钟信号源通常使用晶体振荡器(简称晶振)产生时钟信号。
在实际应用中,成百上千甚至更多的寄存器很可能共用一个时钟源,那么从时钟源到不同寄存器间的延时也可能存在较大偏差(通常称为时钟网络延时),这个时间差过大是很要命的。因此,FPGA 器件内部设计了一些称为“全局时钟网络”的走线池。通过这种专用时钟网络走线,同一时钟到达不同寄存器的时间差可以控制到很小的范围内。
所以一般将晶振产生的时钟信号连接到“全局时钟专用引脚”(GCLK)上。FPGA内部的高扇出控制信号(Fanout,即扇出,指模块直接调用的下级模块的个数)也要接到这个上。
时钟走线要尽可能短,有条件的要包地处理。
复位电路
一个低电平复位的输入信号,阻容复位电路和专用的复位芯片,
因为FPGA器件是基于RAM结构的,它通常需要一颗用于配置的外部ROM或Flash进行上电加软,待系统上电稳定后,FPGA器件首先需要足够的时间用于配置加载操作,只有在这个过程结束后,FPGA才能够进人正常的运行模式。
所以要把握好时间的长短,太长影响体验,太短复位时间不够。尽量使用专用的复位引脚。
配置电路
JTAG(joint test action group,联合测试行为组织)可编程芯片的在线系统编程
在FPGA器件内部,边界扫描寄存器由TDI信号作为数据输入﹐TDO信号作为数据输出,形成一个很大的移位寄存器链。而JTAG通过整个寄存器链,可以配置或者访问FPGA器件的内部逻辑状态或者各个I/O引脚的当前状态。
JTAG的4个信号TCK/TMS/TDI/TDO( TRST信号一般可以不用)以及电源、地连接到下载线即可。
FPGA一旦掉电,SRAM数据丢失,FPGA通常需要外挂一个用于保存当前配置数据流的PROM或Flash芯片,通常称为“配置芯片”。
注意:
·配置芯片尽量靠近FPGA。
·考虑配置信号的完整性问题,必要时增加阻抗匹配电阻。
·部分配置引脚可以被复用,但要谨慎使用,以免影响器件的上电配置过程。
外设电路
书中的注意事项:
·输人和输出时钟信号尽量分配到专用的引脚上。
·差分信号对必须分配到支持差分传输的专用引脚上。
·高速信号分配到支持高速传输的专用引脚上,如支持DDR的专用I/O接口。.一些硬核使用的引脚可能是固定的,千万不能随意分配。
·总线信号尽量分配到同一个bank或者相近的bank 中。
·一些可能产生噪声干扰的信号如时钟信号,尽量远离器件的配置信号和其他的敏感信号
·引脚分配时要尽可能减少交叉连接。
《FPGA设计实战演练》学习笔记(一)FPGA板级基础五要素电路介绍及注意事项(最小系统)相关推荐
- 《平衡掌控者 游戏数值战斗设计》学习笔记(二)人物基础属性设计
MMORPG设计模式 一.职业基础属性设计 1.基础属性 属性层数 根据项目的情况,可以为自己的属性设定层数与数量,通常有一级属性与二级属性 一级属性:一般情况下不直接参与战斗的人物属性,通过升级与加 ...
- 网规第二版:第8章 网络规划与设计论文学习笔记(含历年真题)(完结)
第8章 网络规划与设计论文学习笔记 8.1写作范围要求 1.网络技术应用与对比分析 2.网络技术对应用系统建设的影响 3.专用网络需求分析.设计.实施和项目管理 4.下一代网络技术分析 8.2论文考试 ...
- 【《重构 改善既有代码的设计》学习笔记2】重构原则
[<重构 改善既有代码的设计>学习笔记2]重构原则 本篇文章的内容来自<重构 改善既有代码的设计>一书学习笔记整理并且加上自己的浅显的思考总结! 上一篇通过一个简单的例子体验了 ...
- Matlab gui用户图形设计界面学习笔记(一)——单个界面的菜单设计
Matlab gui用户图形设计界面学习笔记(一)--单个界面的菜单设计 弹出式菜单(pop-up menu)和下拉列表框(listbox) 实现功能:pop menu最初为 "请选择省份& ...
- wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-器件介绍
推荐一下wyy课堂的cmos模拟课程,比之前便宜好多就果断买了. wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-器件介绍 一.工艺库介绍的相关文件 二.bipolar 三.mos 四.电阻 五.电容 六.电感 ...
- wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-bandgap电路设计2
wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-Bandgap频率响应参数仿真.噪声分析及优化 频率响应特性 stability仿真 noise分析 对电路启动过程的仿真 电源抑制比PSRR 修改电路参数对PS ...
- wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-gm/Id设计方法介绍及曲线仿真
wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-gm/Id设计方法及曲线仿真 总思路 需要的图像曲线 软件操作 举例说明 总思路 这在b站上也有教学视频:https://www.bilibili.com/vid ...
- wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-bandgap电路设计1
wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-bandgap电路设计1 经典电路分析 仿真电路 尺寸设计 仿真电路 确定直流工作状态 直流扫描 经典电路分析 运放虚短使opin=opip,尺寸大的bjt的VB ...
- wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-bandgap电路设计3
wyy课堂cmos模拟设计课学习笔记-Bandgap可靠性仿真 温度影响 输入电压范围仿真 工艺偏差corner仿真 tran瞬态启动过程仿真 温度影响 先检查静态工作点,管子是否在工作状态,再看稳定 ...
最新文章
- 元素 context:component-scan 的前缀 context 未绑定。
- sift计算描述子代码详解_SIFT解析(三)生成特征描述子
- React DnD简明教程
- web服务器虚拟,虚拟web服务器
- c#跨线程操作控件(有UI操作)|及多线程操作
- java获取页面标签_java获取网页源代码后,提取标签内容……
- Python编写caffe代码
- HTTP家族详细讲解
- VMWare学习总结(2)——VMware中三种网络连接的区别
- [bzoj 3110] [ZJOI2013] K大数查询
- Report machine 单据报表设计
- 服务器如何用pe系统安装,pe下安装服务器系统安装教程
- Bean生命周期(面试版)
- cameralink图像接收与发送代码
- Pdfminer 分析
- uWSGI, Gunicorn, 啥玩意儿?
- 微信公众号开发:Java后台如何处理公众号关注和取关事件
- 用卡尔曼滤波器跟踪导弹(量测更新频率与时间更新频率不相等)
- C# 结束进程的解决方法
- Python一键生成纯色图片
热门文章
- Linux3.x——USB Gadget HID keyboard + Mass storage
- 周末去哪儿架构师跟你聊:大数据平台快速解决方案
- go使用zap + lumberjack重构项目的日志系统
- 实现百度第三方登陆详细解答
- 【蝴蝶效应】【青蛙现象】【鳄鱼法则】 【鲇鱼效应】 【羊群效应】 【刺猬法则】 【手表定律】 ...
- 有一千万资产能被称为富二代吗?
- mysql 加盐_【mysql】当加盐算法需要改变,数据库该如何更新?
- 手把手教你用 Python 下载手机小视频
- Unity 游戏存档框架实现
- 和睦小镇保卫战服务器位置,植物大战僵尸和睦小镇保卫战所有收集物品位置在哪_全收集要素攻略_3DM单机...