Xilinx 7系列FPGA器件管腳原理圖設計說明

引言: 我們在進行FPGA原理圖和PCB設計時,都會涉及到FPGA芯片管腳定義和封裝相關信息,本文就Xilinx 7系列FPGA給出相關參考,給FPGA硬件開發人員提供使用。通過本文,可以瞭解到:

  • Xilinx 7系列FPGA管腳是如何定義的
  • 原理圖設計時如何下載FPGA管腳文件(Pinout文件)

1.Xilinx7系列FPGA管腳定義

表1-1列出了7系列FPGA封裝中的管腳定義。注意:表1-12有單獨列出的專用通用用戶I/O,也有標記IO_LXXY_ZZZ#或者I/O_XX_ZZZ_#標識的多功能I/O,其中ZZZ代表一種或幾種附加的功能。如果多功能I/O不用做特殊用途,它們可以當作普通I/O使用,這一點我們在硬件設計時要注意。


Xilinx 7系列FPGA器件管腳原理圖設計說明

表1-1、Xilinx 7系列FPGA管腳定義

FPGA的器件管腳按照Bank進行劃分,每個Bank獨立供電,以使FPGA I/O適應不用電壓標準,增強I/O設計的靈活性。每個用戶Bank包括50個I/O管腳或者24對差分對管腳(48個差分信號),Top和Bottom各一個單端管腳。圖1給出了K325T芯片用戶Bank IO原理圖舉例。

Xilinx 7系列FPGA器件管腳原理圖設計說明

圖1、K325T芯片用戶Bank IO原理圖

在圖中,我們可以看到紅色圈住的兩個單端信號,綠色線條圈住的_CC時鐘管腳不用作時鐘輸入時可以作為用戶I/O來使用,另外,還可以看到藍色標記的VREF管腳,當該BANK I/O用作DDR內存接口時,需要提供偽差分所需的閾值電壓,此時_VREF_管腳需要接DDR外設要求的參考電壓。其他I/O管腳分析,可以參考表1-1管腳定義說明。

2.Xilinx7系列FPGA管腳Pinout文件下載

我們在進行原理圖庫設計時,如何獲得FPGA每個管腳定義呢?在UG475官方文檔第二章7 Series FPGAs Package Files的ASCII Pinout Files子節中,按照FPGA器件家族和器件封裝分類,給出了7系列所有器件Pinout定義鏈接地址。官網給出CSV和TXT兩種格式Pinout文件,我們可以靈活選擇。

Xilinx 7系列FPGA器件管腳原理圖設計說明

圖2、FPGA Pinout下載鏈接

Xilinx 7系列FPGA器件管腳原理圖設計說明

圖3、Xilinx官網下載Pinout

我們打開一個.TXT形式的Pinout,如圖4所示。可以看到,文件分為8列,包含所有設計原理圖所需的關鍵信息:管腳編號、管腳名稱、管腳DDR內存分組、管腳BANK編號、輔助組(VCCAUX)、超級邏輯域(SLR)、I/O管腳類型(配置、HR、HP、收發器管腳等)以及與器件Pin-to-Pin兼容相關的NC管腳信息。

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圖4、Pinout文件內容舉例


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