Altera FPGA 差分信号初识(3)

Altera FPGA 差分信号初识(3)

有了之前的了解,就可以开始试试用FPGA产生差分波形了。这次需求是mini-LVDS,先拿手头的锆石A4开发板试试。手头的锆石A4开发板预留有大量的IO口,这些IO的VCCIO 电平是 3.3V 的。FPGA右侧BANK预留的IO口有很多差分的IO(p&n)可以配置。

Quartus II Part

在 苍月代表我的博客 中有看到按照Quartus II 在Pin Planer中的配置,只需要在输出端口定义单端PIN(差分线中的 Data_0 引脚),对应的 Data_0(n) 就可以自动匹配,具体配置方式见图中所示:

Altera FPGA 差分信号初识(3)_第1张图片

测试工程:

/**
 * FOR TESE IOBUF
 */
module IO_BUF (
    clk,
    rst_n,

    data_out
    );

input clk,rst_n;
output data_out;

reg [23:0]  cnt_tmp;


always @ ( posedge clk or negedge rst_n ) begin
    if ( !rst_n ) begin
        cnt_tmp <= 24'b0;
    end else begin
        cnt_tmp <= cnt_tmp + 1'b1;
    end
end

assign data_out = cnt_tmp[0];
endmodule

测试工程相当于把data_out直接绑定在50M的时钟上;按照差分PIN的配置,在Pin G15、 G16上测的波形如下:

Altera FPGA 差分信号初识(3)_第2张图片

可以看到有明显的差分对输出,输出的数据都是反向的。但是明显波形比较残次,想找一下原因是什么。

决定先设置频率低一点的,直接修改

data_out = cnt_tmp[10];  //具体不记得了,好像不是cnt_tmp[10]

测得的波形如下:

Altera FPGA 差分信号初识(3)_第3张图片

这样发现波形相对来说比较完整了。

可是需要的解释不是说需要把频率降下来的,因为差分信号上百兆很常见的,参考之前有LVDS输出信号的板子,里面的LVDS数据输出波形非常好看,完全符合标准的LVDS数据输出波形,这里忘记截图了,等我设计的板子出来之后再贴在这里给看看。

Have a try

后来我找了好些资料,想找出来为什么不会出现正确的LVDS差分信号,其中有一个重要的原因是:

  • 对于某Bank,如果VCCIO连接2.5V,则LVDS对应的I/O接口点屏可实现正常的LVDS功能;
  • 如果连接3.3V,则LVDS对应的I/O口接口点屏为3,3V,可作为LVTTL电平使用;

这里目前没有办法做实验,等着板子制作回来试验。

所以我这篇还需要

  1. 贴上正宗的差分信号传输波形;
  2. 测试VCCIO对差分信号输出的影响;

After

Drafter: Jack

Date: 2018-12-4

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