FPGA芯片引脚如何理解和使用

ONEFPGA

已于 2022-10-21 14:39:28 修改

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分类专栏： FPGA技术学习与交流文章标签： fpga开发

于 2022-07-04 23:53:19 首次发布

本文链接：https://blog.csdn.net/ONEFPGA/article/details/125595215

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本文详细介绍了FPGA芯片引脚的使用，包括IOstandard、IO Bank、Group、Reserved和Vref Group的含义及设置方法。还探讨了FPGA的硬件结构，如功能引脚、IO引脚、电源和接地引脚，并讲解了配置方式、时序参数以及与外界数据通讯的接口如GPCM和SPI模式。

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大家好，"FPGA功夫熊猫"汇总知识点，详细介绍汇总FPGA芯片引脚的相关知识。

如果大家在项目中需要外协开发，可以先收藏本文章后私信作者有问必答。在芯片的研发环节，FPGA验证是其中的重要的组成部分，如何有效的利用FPGA的资源，管脚分配也是必须考虑的一个重要问题。一般较好的方法是在综合过程中通过时序的一些约束让对应的工具自动分配，但是从研发的时间段上来考虑这种方法往往是不可取的，RTL验证与验证板设计必须是同步进行的，在验证代码出来时验证的单板也必须设计完毕，也就是管脚的分配也必须在设计代码出来之前完成。所以，管脚的分配更多的将是依赖人，而非工具，这个时候就更需要考虑各方面的因素。

分配fpga管脚时该怎么选择，引脚有什么属性需要考虑，引脚有几个属性：Reserved，Group，I/O Bank，Vref Group，I/O standard（3.3-V LVTTL（default））分别是什么意思，要怎么设置？

1）、首先说IOstandard：这个是用于支持对应不同的电平标准。FPGAIO口的电压由IO bank上的VCC引入。一个bank 上引入3.3VTTL电平，那么此时整个bank 上输出3.3V的TTL 电平。设置这个的原因一是为了和current strength一起计算功率。二是为了用于在IO口上加载正确的上拉/下拉电阻。只要你设置完成，Quartus会按照你的电平标准自动布线。
2）、第二是IO Bank：你在quartus pin planner的top view下右键然后点击 show IO banks，这个时候就会看到FPGA的管脚被几种颜色划分开了。一种颜色下的IO口代表一组bank。把管脚的location约束完成以后，IOBank会自动填充完毕的。
3）、第三是Group:Group就是你所输出的信号的名字。比如你有一组信号叫cnt。你对cnt的某一根赋值，那么......这里的Group会自动填充为cnt。
4) 、第四是Reserved：这个是对管脚内部的IO逻辑进行约束的，你在下面可以看到一些值。介绍几个吧。

bidrectional：双向; tri-state：三态等等。

这个约束的是FPGA在IO端的输入输出区域的逻辑。比如你选择tri-state。那么这个时候，在你IO口前部的IO区，quartus会自动给你生成一个三态门。
5)、第五个是Vref Group：这个Group是bank内部的细分区域，因为一个bank可能多达60个脚。为了快速定位，你可以利用这个vref group来找到某个管脚。（这个是非修改属性）无法修改。