收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

FPGA中多标准可编程IO端口的设计

陈云峰  
【摘要】: 现场可编程门阵列(FPGA,Field Programmable Gate Array)是可编程逻辑器件的一种,它的出现是随着微电子技术的发展,设计与制造集成电路的任务已不完全由半导体厂商来独立承担。系统设计师们更愿意自己设计专用集成电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)芯片,而且希望ASIC的设计周期尽可能短,最好是在实验室里就能设计出合适的ASIC芯片,并且立即投入实际应用之中。现在,FPGA已广泛地运用于通信领域、消费类电子和车用电子。 本文中涉及的I/O端口模块是FPGA中最主要的几个大模块之一,它的主要作用是提供封装引脚到CLB之间的接口,将外部信号引入FPGA内部进行逻辑功能的实现并把结果输出给外部电路,并且根据需要可以进行配置来支持多种不同的接口标准。FPGA允许使用者通过不同编程来配置实现各种逻辑功能,在IO端口中它可以通过选择配置方式来兼容不同信号标准的I/O缓冲器电路。总体而言,可选的I/O资源的特性包括:IO标准的选择、输出驱动能力的编程控制、摆率选择、输入延迟和维持时间控制等。 本文是关于FPGA中多标准兼容可编程输入输出电路(Input/Output Block)的设计和实现,该课题是成都华微电子系统有限公司FPGA大项目中的一子项,目的为在更新的工艺水平上设计出能够兼容单端标准的I/O电路模块;同时针对以前设计的I/O模块不支持双端标准的缺点,要求新的电路模块中扩展出双端标准的部分。文中以低压双端差分标准(LVDS)为代表构建双端标准收发转换电路,与单端标准比较,LVDS具有很多优点: (1)LVDS传输的信号摆幅小,从而功耗低,一般差分线上电流不超过4mA,负载阻抗为100。这一特征使它适合做并行数据传输。 (2)LVDS信号摆幅小,从而使得该结构可以在2.5V的低电压下工作。 (3)LVDS输入单端信号电压可以从0V到2.4V变化,单端信号摆幅为400mV,这样允许输入共模电压从0.2V到2.2V范围内变化,也就是说LVDS允许收发两端地电势有±1V的落差。 本文采用0.18μm 1.8V/3.3V混合工艺,辅助Xilinx公司FPGA开发软件ISE,设计完成了可以用于Virtex系列各低端型号FPGA的IOB结构,它有灵活的可配置性和出色的适应能力,能支持大量的I/O标准,其中包括单端标准,也包括双端标准如LVDS等。它具有适应性的优点、可选的特性和考虑到被文件描述的硬件结构特征,这些特点可以改进和简化系统级的设计,为最终的产品设计和生产打下基础。设计中对包括20种IO标准在内的各电器参数按照用户手册描述进行仿真验证,性能参数已达到预期标准。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨泽林 ,郭中华;一种去抖动延时可调键盘电路的设计[J];电子技术;2004年09期
2 刘慧;朱勇;;基于FPGA逻辑分析仪的设计[J];科技信息;2011年17期
3 ;Actel推出新型MX系列FPGA[J];电子设计技术;1997年11期
4 杨聂锐,陈子平,刘晓辉;FPGA在工控系统中的应用[J];微型机与应用;1998年06期
5 ;Xilinx的FPGA再创佳绩[J];电子设计技术;2000年08期
6 ;Xilinx推出全球第一款90nm可编程芯片[J];中国集成电路;2003年05期
7 ;Xilinx利用300mm晶圆生产90纳米线宽FPGA[J];电子设计技术;2003年02期
8 张宇;李娟;陈利学;;现场可编程门阵列的加密技术[J];电子元器件应用;2004年04期
9 赵沧波,刁鸣,戚晓霞;被动雷达测向系统信号处理器的设计[J];应用科技;2005年02期
10 刘华珠;FPGA片上调试方法[J];东莞理工学院学报;2005年03期
11 张归雁;基于SoC的AC'97技术硬件设计[J];今日电子;2005年07期
12 冯路,刘镰斧;PPPoE Proxy Server技术在IP DSLAM上的实现[J];微机发展;2005年07期
13 黄越辉,张良华,杨旭,王兆安;电压调节模块数字控制芯片的研究[J];电力电子技术;2005年03期
14 杜晶晶,胡建萍,黄继业;基于FPGA的ARINC429数据传输接口设计[J];微电子学与计算机;2005年10期
15 郑芸,胡参,郭向东,李在铭;HDTV测试图像信号发生器研究与FPGA实现[J];中国有线电视;2005年Z3期
16 周强,陈利学,王博,蹇亚玲;用CPLD实现安全可靠的FPGA加密设计[J];现代电子技术;2005年22期
17 严晓浪,季爱明,沈海斌;性能优化的现场可编程门阵列快速编译方法[J];浙江大学学报(工学版);2005年10期
18 周映;肖先赐;;一种新的多进制正交扩频通信及FPGA实现[J];系统工程与电子技术;2005年12期
19 杨锋;陈伟;黄秋元;邓立志;;图像匹配系统中的一种视频采集与存储方案[J];微计算机信息;2006年11期
20 齐海兵;刘雄飞;张德恒;;基于FPGA的数字滤波器的设计与实现[J];现代电子技术;2006年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘常杰;叶声华;杨学友;;基于FPGA高速视觉检测系统的研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
2 左杨眉;唐治德;;基于FPGA的自适应仿射投影算法的研究与实现[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
3 袁胜春;宗靖国;向健勇;;LED显示屏控制系统中的色彩空间转换[A];2008全国LED显示应用技术交流暨产业发展研讨会文集[C];2008年
4 陈石平;孙金星;尚扬;李全;;基于FPGA的幻方交织器的设计与实现[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
5 牟新刚;张桂林;丁全心;张国华;周晓;;基于DSP+FPGA的红外多目标检测系统设计[A];2007年光电探测与制导技术的发展与应用研讨会论文集[C];2007年
6 高雪平;官伯然;汪海勇;;QPSK调制解调的系统仿真实验[A];浙江省电子学会2006年学术年会论文集[C];2006年
7 赵胜颖;高广春;;基于FPGA的网络地址转换(NAT)的实现[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
8 吴士云;叶建芳;刘敏;;基于FPGA的直接数字频率合成器的设计与仿真[A];2009全国计算机网络与通信学术会议论文集[C];2009年
9 郑冕;彭宏;张玉华;;CPRI控制管理信道的设计与实现[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
10 廖原;尹亮;王延平;;利用RC技术实现整数小波变换[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十一次学术会议论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程泽浩;HXMT中能望远镜数据获取研究[D];中国科学技术大学;2009年
2 贺传峰;基于FPGA的甚短距离高速并行光传输系统研究[D];天津大学;2005年
3 庄圣贤;超声数字信号处理软件固化及新型数字超声探伤仪的研制[D];浙江大学;2001年
4 郑晓双;机载合成孔径雷达运动补偿技术研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
5 钱江波;连续查询硬处理器及相关算法研究[D];东南大学;2006年
6 熊磊;低密度奇偶校验码构造、并行级联与译码器设计的研究[D];北京交通大学;2007年
7 章勇高;电力电子变换器全数字化有源共模电磁干扰抑制技术研究[D];华中科技大学;2007年
8 龙潜;噪声环境下的语音识别技术研究[D];中国科学技术大学;2007年
9 刘超;HLS满能量注入研究及新型冲击磁铁脉冲发生器研制[D];中国科学技术大学;2008年
10 张剑云;应用于数字视频接收器的低功耗高速流水线模数转换器的研究[D];复旦大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈云峰;FPGA中多标准可编程IO端口的设计[D];电子科技大学;2009年
2 郭志勇;基于SOPC技术的手持式数字存储示波表硬件设计[D];电子科技大学;2005年
3 范雪;无源OLED256级灰度的子场控制技术方案的研究[D];电子科技大学;2005年
4 吴志旺;ECT系统高速数据采集控制技术的研究[D];天津科技大学;2005年
5 赵伟;基于FPGA实现非均匀划分信道化接收机的研究[D];大连海事大学;2007年
6 张正;基于FPGA的氢原子钟分频钟的设计[D];中国科学院研究生院(国家授时中心);2008年
7 魏振;OFDM无线局域网关键技术的FPGA实现[D];西安电子科技大学;2009年
8 沈林枫;机器人动力学方程的神经网络计算[D];北京工业大学;2000年
9 鲁迎春;FPGA在雷达信号处理中的设计与应用[D];合肥工业大学;2005年
10 宗竹林;雷达信号处理通用芯片验证系统的设计与实现[D];电子科技大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 河南 陈伟;不能迷信“参考电压”[N];电子报;2008年
2 ;标准普尔的预言有多标准 [N];中华工商时报;2003年
3 ;TI推出多标准基站开发平台[N];人民邮电;2008年
4 记者  连晓东;四技术竞技 手机电视又有多标准并存说[N];中国电子报;2007年
5 本报记者  李智鹏;手机电视芯片迎战多标准[N];计算机世界;2006年
6 马哲元;多标准撑起VPN[N];中国计算机报;2001年
7 广西 唐艺荣;热释电人体感应开关[N];电子报;2005年
8 北京大学医学部 丛亚丽;多标准需综合衡量[N];健康报;2007年
9 ;爱立信推出创新性多标准无线基站[N];人民邮电;2008年
10 李瀛寰;多标准不是障碍[N];中国计算机报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978