现场可编程门阵列(FPGA)是现代电子设计的核心组件,FPGA的管脚配置将直接关系到电子系统的性能及可靠性,为了保证这两方面的无误,工程师需要深入剖析FPGA的管脚结构,学会专用引脚和用户自定义引脚。
1、专用引脚
①电源引脚
内核电源(VCCINT):为FPGA内部逻辑门和触发器供电,电压值随FPGA型号与工艺发展而变化。
IO电源(VCCIO):为FPGA的IO模块供电,需与外部连接器件的电压匹配。
②配置引脚
用于将编程数据“下载”至FPGA,实现配置过程,包括编程模式选择、时钟信号输入等。
③专用输入或时钟引脚
专为驱动FPGA内部大网线设计,适用于高扇出时钟和信号,确保时序稳定性。
2、用户引脚(IO引脚)
功能自定义:用户可完全自定义IO引脚的功能,包括输入、输出或双向IO模式。
IO单元连接:每个IO引脚均与FPGA内部的IO单元相连,通过VCCUI引脚供电。
IO簇与电压分组:新一代FPGA引入用户IO组概念,允许将IO分为不同组,每组可独立设置电压,实现电压转换功能,适应不同电压需求的系统设计。
3、FPGA电源系统
核心电压(VCCINT):固定值,根据FPGA型号确定,用于内部逻辑电路供电。
IO电压(VCCIO):与外部连接器件匹配,可灵活设置,支持多种电压标准。
电压兼容性:虽然VCCINT与VCCIO可相同,但为优化性能与功耗,通常设置为不同电压值。
4、命名规范
Xilinx:内部电压简称VCC,IO电压简称VCCO。
Altera:内部电压简称VCCINT,IO电压简称VCCIO。
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