XilinxFPGA引脚功能
详细介绍
IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
Xilinx FPGA 引脚功能详细介绍
注:技术交流用,希望对大家有所帮助。 IO_LXXY_#用户IO引脚
XX代表某个Bank内唯一的一对引脚,Y=[P|N]代表对上升沿还是下降沿敏感,#代表bank号
2. IO_LXXY_ZZZ_#多功能引脚
ZZZ代表在用户IO的基本上添加一个或多个以下功能。
Dn:I/O(在readback期间),在selectMAP或者BPI模式下,D[15:0]配置为数据口。在从SelectMAP读反馈期间,如果RDWR_B=1,则这些引脚变成输出口。配置完成后,这些引脚又作为普通用户引脚。
D0_DIN_MISO_MISO1:I,在并口模式(SelectMAP/BPI)下,D0是数据的最低位,在Bit-serial模式下,DIN是信号数据的输入;在SPI模式下,MISO是主输入或者从输出;在SPI*2或者SPI*4模式下,MISO1是SPI总线的第二位。
D1_MISO2,D2_MISO3:I,在并口模式下,D1和D2是数据总线的低位;在SPI*4模式下,MISO2和MISO3是SPI总线的MSBs。
An:O,A[25:0]为BPI模式的地址位。配置完成后,变为用户I/O口。 AWAKE:O,电源保存挂起模式的状态输出引脚。SUSPEND是一个专用引脚,AWAKE是一个多功能引脚。除非SUSPEND模式被使能,AWAKE被用作用户I/O。
MOSI_CSI_B_MISO0:I/O,在SPI模式下,主输出或者从输入;在SelectMAP模式下,CSI_B是一个低电平有效的片选信号;在SPI*2或者SPI*4的模式下,MISO0是SPI总线的第一位数据。
FCS_B:O,BPIflash的片选信号。
FOE_B:O,BPIflash的输出使能信号 FWE_B:O,BPIflash的写使用信号 LDC:O,BPI模式配置期间为低电平 HDC:O,BPI模式配置期间为高电平
CSO_B:O,在并口模式下,工具链片选信号。在SPI模式下,为SPIflsah片选信号。
IRDY1/2,TRDY1/2:O,在PCI设计中,以LogiCOREIP方式使用。
DOUT_BUSY:O,在SelectMAP模式下,BUSY表示设备状态;在位串口模式下,DOUT提供配置数据流。
RDWR_B_VREF:I,在SelectMAP模式下,这是一个低电平有效的写使能信号;配置完成后,如果需要,RDWR_B可以在BANK2中做为Vref。
HSWAPEN:I,在配置之后和配置过程中,低电平使用上拉。
INIT_B:双向,开漏,低电平表示配置内存已经被清理;保持低电平,配置被延迟;在配置过程中,低电平表示配置数据错误已经发生;配置完成后,可以用来指示POST_CRC状态。
SCPn:I,挂起控制引脚SCP[7:0],用于挂起多引脚唤醒特性。 CMPMOSI,CMPMISO,CMPCLK:N/A,保留。
M0,M1:I,配置模式选择。M0=并口(0)或者串口(1),M1=主机(0)或者从机(1)。
CCLK:I/O,配置时钟,主模式下输出,从模式下输入。 USERCCLK:I,主模式下,可行用户配置时钟。
GCLK:I,这些引脚连接到全局时钟缓存器,在不需要时钟的时候,这些引脚可以作为常规用户引脚。
VREF_#:N/A,这些是输入临界电压引脚。当外部的临界电压不必要时,他可以作为普通引脚。当做作bank内参考电压时,所有的VRef都必须被接上。 3. 多功能内存控制引脚
M#DQn:I/O,bank#内存控制数据线D[15:0] M#LDQS:I/O,bank#内存控制器低数据选通脚 M#LDQSN:I/O,bank#中内存控制器低数据选通N M#UDQS:I/O,bank#内存控制器高数据选通脚 M#UDQSN:I/O,bank#内存控制器高数据选通N M#An:O,bank#内存控制器地址线A[14:0] M#BAn:O,bank#内存控制bank地址BA[2:0] M#LDM:O,bank#内存控制器低位掩码 M#UDM:O,bank#内存控制器高位掩码 M#CLK:O,bank#内存控制器时钟
M#CLKN:O,bank#内存控制器时钟,低电平有效 M#CASN:O,bank#内存控制器低电平有效行地址选通 M#RASN:O,bank#内存控制器低电平有效列地址选通 M#ODT:O,bank#内存控制器外部内存的终端信号控制 M#WE:O,bank#内存控制器写使能 M#CKE:O,bank#内存控制器时钟使能 M#RESET:O,bank#内存控制器复位
4.专用引脚
DONE_2:I/O,DONE是一个可选的带有内部上拉电阻的双向信号。作为输出,这个引脚说明配置过程已经完成;作为输入,配置为低电平可以延迟启动。
PROGRAM_B_2:I,低电平异步复位逻辑。这个引脚有一个默认的弱上拉电阻。 SUSPEND:I,电源保护挂起模式的高电平有效控制输入引脚。SUSPEND是一个专用引脚,而AWAKE是一个复用引用。必须通过配置选项使能。如果挂起模式没有使用,这个引脚接地。
TCK:I,JTAG边界扫描时钟。 TDI:I,JTAG边界扫描数据输入。 TDO:O,JTAG边界扫描数据输出。 TMS:I,JTAG边界扫描模式选择 5.保留引脚
NC:N/A,
CMPCS_B_2:I,保留,不接或者连VCCO_2 6.其它
GND:
VBATT:RAM内存备份电源。一旦VCCAUX应用了,VBATT可以不接;如果KEYRAM没有使用,推荐把VBATT接到VCCAUX或者GND,也可以不接。
VCCAUX:辅助电路电源引脚 VCCINT:内部核心逻辑电源引脚 VCCO_#:输出驱动电源引脚
VFS:I,(LX45不可用)编程时,keyEFUSE电源供电引脚。当不编程时,这个引脚的电压应该限制在GND到;当不使用keyEFUSE时,推荐把该引脚连接到VCCAUX或者GND,悬空也可以。
RFUSE:I,(LX45不可用)编程时,keyEFUSE接地引脚。当不编程时或者不使用keyEFUSE时,推荐把该引脚连接到VCCAUX或者GND,然而,也可以悬空。 引脚
MGTAVCC:收发器混合信号电路电源引脚
MGTAVTTTX,MGTAVTTRX:发送,接收电路电源引脚 MGTAVTTRCAL:电阻校正电路电源引脚
MGTAVCCPLL0,MGTAVCCPLL1:锁相环电源引脚 MGTREFCLK0/1P,MGTREFCLK0/1N:差分时钟正负引脚 MGTRREF:内部校准终端的精密参考电阻引脚 MGTRXP[1:0],MGTRXN[1:0]:差分接收端口 MGTTXP[1:0],MGTTXN[1:0]:差分发送端口
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1.Spartan-6系列封装概述
Spartan-6系列具有低成本、省空间的封装形式,能使用户引脚密度最大化。所有Spartan-6LX器件之间的引脚分配是兼容的,所有Spartan-6LXT器件之间的引脚分配是兼容的,但是Spartan-6LX和Spartan-6LXT器件之间的引脚分配是不兼容的。
表格1Spartan-6系列FPGA封装
2.Spartan-6系列引脚分配及功能详述
Spartan-6系列有自己的专用引脚,这些引脚是不能作为SelectIO使用的,这些专用引脚包括:
专用配置引脚,表格2所示GTP高速串行收发器引脚,表格3所示
表格2Spartan-6FPGA专用配置引脚
注意:只有LX75,LX75T,LX100,LX100T,LX150,andLX150T器件才有VFS、VBATT、RFUSE引脚。
表格3Spartan-6器件GTP通道数目
注意:LX75T在FG(G)484和CS(G)484中封装4个GTP通道,而在
FG(G)676中封装了8个GTP通道;LX100T在FG(G)484和CS(G)484中封装4个GTP通道,而在FG(G)676和FG(G)900中封装了8个GTP通道。
如表4,每一种型号、每一种封装的器件的可用IO引脚数目不尽相同,例如对于LX4TQG144器件,它总共有引脚144个,其中可作为单端IO引脚使用的IO个数为102个,这102个单端引脚可作为51对差分IO使用,另外的32个引脚为电源或特殊功能如配置引脚。
表格4Spartan6系列各型号封装可用的IO资源汇总
表格5引脚功能详述
引脚名 UserI/OPins IO_LXXY_# Input/ Output Multi-FunctionPins IO_LXXY_ZZZ_# Dn Input/ Zzz代表该引脚除IO功能之外的其他功能, 在SelectMAP/BPI模式中,D0—D15是用于配置操作的数据引脚,在从SelectMAP的回读阶段,当RDWR_B为低电平Output 时,Dn为输出引脚,在配置过程结束后,该引脚可作为通用IO(duringread口使用 IO表示这是一个具有输入输出功能的引脚,XX表示该引脚在其Bank内的惟一标识,Y表示是差分引脚的P还是N引脚 方向 描述
back) D0_DIN_MISO_MISO1 Input 在Bit-serial模式中,DIN是惟一的数据输入引脚; 在SPI模式中,MISO是主输入从输出引脚; 在SPIx2orx4模式中,MISO1是SPI总线的第二根数据线; D1_MISO2, D2_MISO3 An AWAKE MOSI_CSI_B_MISO0 Output Output Input/ Output Input 在SelectMAP/BPI模式中,D1、D2是配置数据线的低2bit;在SPIx4模式中,MISO2和MISO3是SPI总线的数据线的高2bit 在BPI模式中A0—A25是输出地址线,配置完成后,它们可作为普通IO使用 挂起模式中的状态输出引脚,如果没有使能挂起模式,该引脚可作为普通IO引脚 在SPI配置模式中的主输出从输入引脚; 在SelectMAP模式中,CSI_B是低有效的片选信号; 在SPIx2orx4模式中,这是最低数据线 FCS_B FOE_B FWE_B LDC HDC CSO_B Output Output Output Output Output Output 在BPI模式中,BPIflash的片选信号 在BPI模式中,BPIflash的输出使能 在BPI模式中,BPIflash写使能 在BPI模式中,在配置阶段LDC保持低电平 在BPI模式中,在配置阶段HDC保持低电平 在SelectMAP/BPI模式中,菊花链片选信号; 在SPI模式中,是SPI的片选信号; IRDY1/2, TRDY1/2 DOUT_BUSY Output 在SelectMAP模式中,BUSY表示设备状态; 在Bit-serial模式中,DOUT输出数据给菊花链下游的设备 RDWR_B_VREF HSWAPEN INIT_B l (open-drain) SCPn CMPMOSI, CMPMISO, CMPCLK M0,M1 CCLK Input Input/ Output USERCCLK Input 主模式下可选的的用户输入配置时钟 配置模式,M0=0表示并行配置模式,M0=1表示串行配置模式;M1=0表示主模式,M1=1表示从模式 配置时钟,主模式下是输出时钟,从模式下是输入时钟 Input N/A Input Input Bidirectiona在SelectMAP模式中,RDWR_B是低有效的写使能信号;配置完成后,可当做普通IO使用 当是低电平时,在配置之前将所有IO上拉 低电平表示配置存储器是空的;当被拉低时,配置将被延时;如果在配置过程中变低,表示在配置过程中出现了错误;当配置结束后,这个引脚表示POST_CRC错误; SCP0-SCP7是挂起控制引脚 保留为将来使用,可用作普通IO Output 使用PCI的IPCore时,它们作为IRDY和TRDY信号
GCLK VREF_# Input N/A 全局时钟引脚,它们可当做普通IO使用 参考门限时钟引脚,当不用时可作为普通IO使用 Multi-FunctionMemoryControllerPins M#DQn Input/ Output M#LDQS Input/ Output M#LDQSN Input/ Output M#UDQS Input/ Output M#UDQSN Input/ Output M#An M#BAn M#LDM M#UDM M#CLK M#CLKN M#CASN M#RASN M#ODT M#WE M#CKE M#RESET DedicatedPins DONE_2 Input/ Output PROGRAM_B_2 SUSPEND TCK TDI TDO TMS ReservedPins NC CMPCS_B_2 OtherPins GND N/A 地 N/A Input 未连接引脚 保留引脚,不连接或接VCCO_2 Input Input Input Input Output Input 带可选上拉电阻的双向信号,作为输出,它代表配置过程的完成;作为输入,拉低可用来延迟启动 异步复位配置逻辑 高电平使芯片进入挂起模式 JTAG边界扫描时钟 JTAG边界扫描数据输入 JTAG边界扫描数据输出 JTAG边界扫描模式 Output Output Output Output Output Output Output Output Output Output Output Output #Bank的存储控制器地址线A[0:14] #Bank的存储控制器块地址线BA[0:2] #Bank的存储控制器低数据屏蔽 #Bank的存储控制器高数据屏蔽 #Bank的存储控制器时钟 #Bank的存储控制器时钟N #Bank的存储控制器列地址使能 #Bank的存储控制器行地址使能 #Bank的存储控制器终端电阻控制 #Bank的存储控制器写使能 #Bank的存储控制器时钟使能 #Bank的存储控制器复位 #Bank的存储控制器高位数据使能N #Bank的存储控制器高位数据使能 #Bank的存储控制器数据使能引脚N #Bank的存储控制器数据使能引脚 #Bank的存储控制器数据线
VBATT N/A 只存在于LX75,LX75T,LX100,LX100T,LX150和LX150T芯片,解码关键存储器备用电源;若不使用关键存储器,则可将之连接VCCAUX、GND或者直接不连接 辅助电路的供电电源 内部核逻辑资源 #Bank的输出驱动器供电电源 只存在于LX75,LX75T,LX100,LX100T,LX150,和LX150T芯片;解码器keyEFUSE编程过程使用的供电电源,若不使用关键熔丝,则将该引脚连接到VCCAUX、GND或者直接不连接 只存在于LX75,LX75T,LX100,LX100T,LX150和LX150T;用于编程的解码器keyEFUSE电阻,如果不编程或者不使用keyEFUSE,则将该引脚连接到VCCAUX、GND或者直接不连接 VCCAUX VCCINT VCCO_# VFS N/A N/A N/A Input RFUSE Input 3.Spartan-6系列GTPTransceiver引脚
引脚名 GTPTransceiverPins MGTAVCC MGTAVTTTX, MGTAVTTRX MGTAVTTRCAL MGTAVCCPLL0 MGTAVCCPLL1 MGTREFCLK0/1P MGTREFCLK0/1N MGTRREF MGTRXP[0:1] MGTRXN[0:1] MGTTXP[0:1] MGTTXN[0:1] Input Input Input Input Input Output Output 正极参考时钟 负极参考时钟 内部校准电路的精密参考电阻 收发器接收端正极 收发器接收端负极 收发器发送端正极 收发器发送端负极 N/A N/A 电阻校准电路供电电源 PLL供电电源 N/A N/A 收发器混合电路供电电源 TX、RX电路供电电源 方向 描述 如表6所示,对LX25T,LX45T而言,只有一个GTPTransceiver通道,它的位置是X0Y0,所再Bank号为101;其他信号GTPTransceiver的解释类似。
表格6GTPTransceiver所在Bank编号
关于XILINXFPGA中VRP/VRN管脚的使用
XILINX公司的Virtex系列FPGA芯片上,每个BANK都有一对VRP/VRN管脚。VRP/VRN管脚是一对多功能管脚,当一个BANK使用到某些DCI
(DigitallyControlledImpedance)接口电平标准时,需要通过该BANK的VRP/VRN管脚接入参考电阻。此时,VRN通过一个参考电阻R上拉到Vcco,VRP通过一个参考电阻R下拉到地。VRP/VRN管脚提供一个参考电压供DCI内部电路使用,DCI内部电路依据此参考电压调整IO输出阻抗与外部参考电阻R匹配。当使用到DCI级联时,仅主BANK(master)需要通过VRP/VRN提供参考电压,从BANK(slave)不需要使用VRP/VRN,从BANK的VRP/VRN管脚可当成普通管脚使用。当VRP/VRN不用于DCI功能时,可用于普通管脚。
不需要VRP/VRN外接参考电阻的DCI输出接口电平标准有: HSTL_I_DCI HSTL_III_DCI HSTL_I_DCI_18 HSTL_III_DCI_18 SSTL2_I_DCI SSTL18_I_DCI SSTL15_DCI
不需要VRP/VRN外接参考电阻的DCI输入接口电平标准有: LVDCI_15 LVDCI_18 LVDCI_25
LVDCI_DV2_15 LVDCI_DV2_18 LVDCI_DV2_25