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fpgalvds接口驱动(fpga与lvds)

时间:2023-05-03 22:23:45 阅读:121831 作者:1286

低电压差分信号LVDS (低电压差分信号LVDS )是由ANSI/TIA/EIA-644—1995定义的用于高速数据传输的物理层接口标准。 具有超高速(1.4 Gb/s秒)、低功耗、低电磁辐射的特性,是在铜介质上实现千兆级高速通信的优选方案; 可用于服务器、可堆集线器、无线基站、ATM交换机、高分辨率显示器等,也可用于通用通信系统的设计。 BLVDS(busLVDS )是LVDS技术在多点通信领域的扩展,要求额外的总线仲裁设计、更大的驱动电流(10 mA )和更好的阻抗匹配设计。 常规的LVDS电路设计使用了各种专用芯片,如美国国立半导体公司的DS92LV16。

LVDS技术是一种低幅度通用I/O标准,其低幅度和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗,解决了物理层点对点传输瓶颈问题,满足了数据高速传输的要求。 降低供电电压减少了高密度集成电路的功耗,减少了芯片内部的散热,提高了芯片的集成度。 LDS具有数据速率高、功耗低、终端匹配容易、可靠性高、成本低等优点。

LVDS的物理接口使用1.2 V偏置、约400 mV振幅的信号,LVDS驱动器和接收器为电流驱动方式,与特定的供给电压无关,能够容易地转移到低电压供给的系统,而且性能不变。 图2是一个简单的单向LVDS接口连接图,每个点对点连接的差分对由一个驱动器、互连介质和一个接收器组成,驱动器和接收器主要完成,进行TTL信号和LVDS信号的相互转换。 互连介质包括电缆、PCB上的差分线路对和匹配阻抗。

LVDS驱动器由驱动差动线路对的电流源构成,通常为3.5 mA。 LVDS接收器具有高输入阻抗,驱动器输出的大部分电流流经100欧姆的匹配电阻,在接收器的输入端产生约350 mV的电压。 驱动器反转后,流过电阻的电流方向将发生变化,产生有效的逻辑“1”和逻辑“0”状态。 LVDS接收器能够耐受1 V的电压变化,并且与一对差分线同时耦合的噪声(如果存在系统噪声),这在接收器处进行减法运算以去除噪声。

在FPGA中实现

Vitex II系列FPGA的iob (I/o块)单元完全符合LVDS的IEEE标准,简化了系统和主板之间的设计。 IOB内置电流源,无需外置,有3.3 V和2.5 V两种固定电压工作模式和一种扩展工作模式,为实现LVDS接口提供了最方便灵活的解决方案。 扩展工作模式提供更大的驱动能力和电压幅度(350~750 mV ),适用于长距离或有线LVDS接口APP应用。

对FPGA软件编程来说,LVDS简单易用。 Xilinx的基本库为LVDS接口集成了许多不同类型的组件。 在APP应用程序中,只需选择适当的组件并实例化即可。 基本元件IBUFGDS LVDS用于实例化输入时钟信号; IBUFDS LVDS用于实例化正常输入信号; OBUFDS LVDS用于实例化常规输出信号。 组件名称中的“*”是通配符,分别表示2.5 V模式、3.3 V模式或扩展模式。 图3是其逻辑图。 需要注意的是,零件的输入输出端分为正(I或o )、负(IB或OB )极性,在管脚约束文件中只需定位正管脚即可,

软件会自动将相邻IOB的相应管脚指定为负。 以2.5 V供电模式为例,VHDL

语言的范例化语句如下:

一输入元件的实例化

U1: IBUFDS— LVDS一25端口(I=datinp,IB=data in N,O=data in ); 关于

LVDS的时钟信号是将基本元件名称作为IBUFDS—

将LVDS 25变更为IBUFGDS LVDS 25即可;

一输出元件的实例化

U2: OBUFDS

-

LVDS

125端口映射(I=data -

out,0=数据

-

出局了

-

p,OB: data

-

出局了

-n )。

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