Xilinx FPGA LVDS应用

Posted 2020-07-22 yang_jun1219

最近项目需要用到差分信号传输，于是看了一下FPGA上差分信号的使用。Xilinx FPGA中，主要通过原语实现差分信号的收发：OBUFDS（差分输出BUF），IBUFDS（差分输入BUF）。

注意在分配引脚时，只需要分配SIGNAL_P的引脚，SIGNAL_N会自动连接到相应差分对引脚上；若没有使用差分信号原语，则在引脚电平上没有LVDS的选项（IO Planning PlanAhead）。

测试代码：

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module lvds_test(    sys_clk,
                        sys_rst,
                        
                        signal_in_p,
                        signal_in_n,
                        signal_out_p,
                        signal_out_n,
                        
                        led_signal
                     );

input sys_clk,sys_rst;
input signal_in_p,signal_in_n;
output signal_out_p,signal_out_n;
output led_signal;

wire signal_out_temp;
reg[31:0] clk_cnt;

always @ (posedge sys_clk) begin
    if(!sys_rst) clk_cnt <= 32‘d0;
    else begin
        if(clk_cnt == 32‘d10_000_000) clk_cnt <= 32‘d0;
        else clk_cnt <= clk_cnt+1‘b1;
    end
end

assign signal_out=(clk_cnt >= 32‘d5_000_000) ? 1 : 0;

OBUFDS signal_out_diff(    .O(signal_out_p),
                                .OB(signal_out_n),
                                .I(signal_out)
                            );

IBUFDS signal_in_diff(    .O(led_signal),
                                .I(signal_in_p),
                                .IB(signal_in_n)
                            );

endmodule

约束文件：

NET "signal_out_p" iosTANDARD = LVDS_33;

NET "signal_out_p" LOC = U16;

NET "sys_clk" IOSTANDARD = LVCMOS33;
NET "sys_rst" IOSTANDARD = LVCMOS33;

NET "led_signal" LOC = D18;

NET "led_signal" IOSTANDARD = LVCMOS33;
#Created by Constraints Editor (xc6slx45t-csg324-3) - 2016/06/06
NET "sys_clk" TNM_NET = "sys_clk";
TIMESPEC TS_sys_clk = PERIOD "sys_clk" 50 MHz HIGH 50 %;


NET "signal_in_p" LOC = T12;
NET "signal_in_n" LOC = V12;
NET "sys_clk" LOC = G8;
NET "sys_rst" LOC = U3;

# PlanAhead Generated IO constraints 

NET "signal_in_p" IOSTANDARD = LVDS_33;

约束文件IO Planning PlanAhead产生，原语的使用可参考：E:\Xilinx\ISE\14.7\ISE_DS\ISE\doc\usenglish\isehelp\spartan6里面提供了所用器件的原语。同时，Xilinx器件内部信号内部还提供了100欧姆电阻匹配，可参考Spartan-6 FPGA SelectIO Resources（UG381）