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关于FPGA上的FMC接口知识点的介绍

2019年10月25日 14:34 次阅读

(文章来源:百家号)

FMC ( FPGA Mezzanine Card ) FPGA中间层板卡,整个FMC模块由子板模块、载卡两部分构成。子板模块和载卡之间由连接器连接,子板模块上连接器使用公座(male),载卡上连接器使用母座(female)。载卡连接器引脚与具有可配置IO资源的芯片例如FPGA引脚通过PCB设计连接在一起;子板模块上连接器引脚与IO接口也是通过PCB设计连接起来。子板PCB上可以设计不同的IO接口实现不同的功能,这样,同一个载卡可以通过子板的设计实现不同的扩展功能,使芯片的应用更加灵活。

关于FPGA上的FMC接口知识点的介绍

FPGA 夹层卡 (FMC) 标准旨在为基础板(载卡)上的 FPGA 提供标准的夹层卡尺寸、连接器和模块接口。I/O 接口与 FPGA 分离,不仅简化了 I/O 接口模块设计,同时还能最大化载卡的重复使用率。支持高达 10 Gb/s 的信号传输速率,夹层卡和载卡之间潜在总带宽达 40 Gb/s。不管是采用定制的内部板设计还是商用成品 (COTS) 夹层卡或载卡,FMC 标准有助于将现有的 FPGA / 载卡设计重新用到新的 I/O 上,而这只需更换 FMC 模块并对 FPGA 设计略作调整即可。

FMC 标准的出现将板设计进行了模块化,分为处理引擎(载卡)和 I/O 引擎(FMC 模块)两大部分。设计人员现在能重复利用单个载卡(包括一个或多个FPGA 以及适当数量和类型的 FMC 连接器和板)作为多种不同市场和应用的基础。此外,借助性能更高、功能更强的新型 FPGA 产品,设计人员能在确保与现有 FMC 模块全面兼容的同时轻松升级到新载卡。

FMC 标准到载卡上 FPGA 的接口有两种一种是具有 160 个引脚的低引脚数 (LPC) 连接器,另一种则是具有 400 个引脚的高引脚数 (HPC) 连接器。这两种连接器均支持高达 2 Gb/s 的单端和差分信号传输速率,且到 FPGA 串行连接器的信号传输速率高达 10 Gb/s。

关于FPGA上的FMC接口知识点的介绍

除了 68 个用户定义的单端信号或者 34 个用户定义的差分对外,LPC 连接器还提供了 1 个串行收发器对、时钟、JTAG 接口和 1 个作为基础智能平台管理接口 (IPMI) 命令可选支持的 I2C 接口。而 HPC 连接器则提供了 160 个用户定义的单端信号(或者 80 个用户定义的差分对)、10 个串行收发器对以及更多时钟。HPC 和 LPC 连接器都使用相同的机械式连接器,唯一的差别在于实际上移植哪些信号,因此采用 LPC 连接器的卡也能插入 HPC 处,而且只要适当设计,HPC 卡在插入 LPC 处时还能提供诸多派生功能。

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