引言：從本文開始我們介紹Xilinx 7系列FPGA的SelectIO資源結構及使用，我們在進行FPGA外設硬件及軟件設計時，如ADC、PHY、DDR3等，通常會涉及到該資源。本節我們介紹以下知識點：
- SelectIO資源概述及結構
- SelectIO管腳通用設計指導
1.I/O概述
7系列FPGA I/O bank分為高性能（HP）banks和寬範圍（HR）banks。HP I/O banks可以實現高性能存儲器接口或者芯片間高速接口，支持電壓最大1.8V，HR I/O banks支持更寬範圍的I/O電平標準，最大支持3.3V。這兩種I/O banks支持的I/O特性如圖1所示。
圖1、HR和HP I/O banks支持的特性
注意：
- 並不是所有的I/O標準和電流驅動強度在HP和HR I/O banks都支持。
- 儘管LVDS一般認為是2.5V I/O標準，但是在HR和HP I/O banks中都支持。
2.SelectIO資源介紹
所有的7系列FPGA具有可配置的SelectIO驅動器和接收器，支持寬範圍的可變標準接口，支持可編程輸出電流，邊沿速率，DCI片上端接和內部產生參考電壓（INTERNAL_VREF）。
圖2、可配置I/O參數
注意：HR banks沒有DCI，因此任何需要參考DCI的應用不能使用HR banks。
除了某些例外，每個I/O bank包含50個SelectIO管腳。在每個bank的末端有兩個只能用作單端I/O使用的管腳，剩餘48個管腳可以用作48個單端I/O或者24對差分I/O。每個SelectIO可以配置為輸入、輸出或者三態驅動。
圖3、I/O bank管腳
SelectIO管腳可以配置為單端和差分信號：
- 單端I/O標準（例如LVCMOS、LVTTL、HSTL、PCI和SSTL）
- 差分I/O標準（例如，Mini_LVDS、RSDS、PPDS、BLVDS和差分HSTL和SSTL）
圖4顯示了HP bank只能配置為單端信號的IOB內部邏輯和器件管腳（PAD）連接，其對應的原句如圖5所示。
圖4、只能作為單端管腳的HP IOB結構
圖5、單端HP IOB原句
圖6位常規HP IOB結構框圖，該類型管腳可以配置為單端或者差分信號，其原句如圖7所示。
圖6、常規HP IOB結構框圖
圖7、常規HP IOB原句
圖8為只能作為單端管腳的HR IOB結構框圖，圖9為其對應的原句。
圖8、只能作為單端管腳的HR IOB結構
圖9、只能作為單端管腳的HR IOB原句
圖10為常規HR IOB結構框圖，圖11為其對應的原句。
圖10、常規HR IOB結構框圖
圖11、 HR IOB原句
3.SelectIO資源通用設計指導
3.1 7系列FPGA I/O Bank規則
在7系列FPGA器件中，每個I/O bank包括50個IOB資源，Bank的數量和器件大小和封裝管腳有關。例如XC7K325T有10個可用的I/O banks，如圖12所示。
圖12、XC7K325T I/O Banks
3.2 SelectIO管腳供電電壓
Vcco電壓管腳： Vcco供電是7系列I/O電路主要的電壓，位於同一bank內的所有Vcco電源管腳必須連接到相同的外部電壓，故同一個bank內的所有I/O管腳必須共享Vcco電平。Vcco電壓必須匹配I/O電平標準要求，如果不匹配可能會造成器件I/O損壞。
在HP I/O bank中，如果I/O標準電壓要求≤1.8V，但是如果Vcco≥2.5V，則FPGA器件自動進入過壓保護模式，重新配置正確的Vcco電平，器件自動恢復正常模式。
VREF： 單端I/O標準使用差分輸入緩衝會要求一個參考輸入電壓（VREF），這種標準信號稱為偽差分信號，如DDR2/3使用的差分SSTL電平標準。當在I/O bank中，VREF電壓需要時，此時該類型管腳需要當作電源管腳使用，在圖3中，我們可以看到這一點。7系列FPGA可以使用芯片內部產生的參考電壓，此時需要使能INTERNAL_VERF約束。
Vccaux： 全局輔助電壓Vccaux電源軌主要為7系列FPGA內部各種邏輯資源模塊提供電源，如BRAM資源，Vccaux也為某些I/O標準輸入緩衝電路提供供電。
Vccaux_io： 該管腳只為HP I/O bank電路提供輔助電壓。該管腳電壓應用於K7和V7系列FPGA，提供1.8V和2.0V兩種供電電壓選擇，該管腳電壓與存儲器接口頻率有關，其中2.0V電壓支持更高頻率存儲器接口。如果Vccaux_io設置為2.0V電壓，此時需要對VCCAXU_IO添加約束。
3.3 配置期間和配置後I/O狀態
7系列FPGA在I/O bank0中有專用的配置功能管腳，Bank14和Bank15也包含多功能管腳用於配置功能，在配置完成後可以用作普通I/O。
