一、项目需求分析
1.1 处理器选型
(1)需要通过 Vivado 去量化所需要的逻辑资源量、I/O 口资源以及 GTP 等资源;
(2)通过选型手册(7-Series Product Selection Guide)去选择合适的型号,通常需要考虑留多一些容量。
由上述资料可知,封装为 FGG484 和 FBG484 封装可以兼容设计 XC7A35T、XC7A100T 和 XC7A200T。参考市场价格如下:
| 型号 | 价格 |
|---|---|
| XC7A35T | ... |
| XC7A100T | ... |
| XC7A200T | ... |
1.2 电源器件的选型
电源功耗评估,可以采用官方给出的评估表格(7_Series_XPE_2019)进行评估;可以使用快速评估/导入 Vivado 软件文件进行评估。
汇总出 FPGA 所需要的电源类型和功耗:
- 1V0: 2.04A
- 1V2: 0.245A
- 1V5: 0.472A
- 1V8: 0.91A
- 3V3: 0.537A
实际考虑电源的类型和功耗:
- 1V0: 4A
- 1V2: 0.5A
- 1V5: 1A
- 1V8: 2A
- 3V3: 1A
所以选用一个 EA3059 芯片和一个 TPS54620RGYR。
1.3 连接器选型
采用 PCB 金手指连接。
为什么金手指会有倒角?
倒角是为了确保连接器能够快速插入,连接器边缘被倒角成 30 到 45 度的角度,以防止金手指在插拔过程中刮伤卡槽或露出铜。
金手指常用于存储器、U 盘、读卡器等。
二、7 系列 FPGA 接口总结
2.1 FPGA 电源上电时序
根据 DS181 手册,7 系列 FPGA 上电时序分为两部分,普通电源上电时序和 MGT 电源上电时序,这两个部分可以交叉着上电,满足各自时序即可。
普通电源上电时序: VCCINT(1V0)、VCCBRAM(1V0)、VCCAUX(1V8)、VCCO(1V2、1V35、1V5、1V8、2V5 和 3V3)
(1)VCC1V0_FPGA (2)VCC1V8_FPGA (3)VCC3V3_FPGA、VCC1V5_FPGA
MGT 电源上电时序: VCCINT、VCCMGTAVCC(1V0)、VCCMGTAVTT(1V2)
(1)VCC1V0_MGTAVCC (2)VCC1V2_MGTAVCC
那么上电时序可以为: VCC1V0_FPGA/VCC1V0_MGTAVCC ➡ VCC1V2_MGTAVCC ➡ VCC1V8_FPGA ➡ VCC1V5_FPGA/VCC3V3_FPGA。
每种电源所需要的电容容值: 需参考官方数据手册确定具体容值。
2.2 BANK0 信号配置
(1)CFGBVS 管脚 当 VCCO 电压为 3.3V/2.5V 时,CFGBVS_0 上拉到 VCCO; 当 VCCO 电压为 1.8V/1.5V 时,CFGBVS_0 下拉到 GND。
(2)M[2:0] 管脚 用于模式选择,具体配置参考手册。
(3)PROBLEM_B 管脚 当 PROBLEM_B_0 为低电平时,FPGA 配置被清零并启动新序列;所以需要一个≤4.7K 上拉到 VCCO。
(4)INT_B 管脚 开漏输出管脚,当配置错误时,会输出低电平信号;配置成功时,释放高阻态。所以需要一个≤4.7K 上拉到 VCCO。
(5)DONE 管脚 当配置完成时,DONE 管脚会输出一个高电平信号,开漏输出管脚,内部有一个大约 10K 的上拉电阻。


