一、FMC標準
FMC標準描述了(le)一個通用的模塊,它是以一定範圍的(de)應用,環境和市場為目標的。
該標準由包括 FPGA 廠商和最終用戶在內的公司聯盟開發(fā),旨在為基礎板(載卡(kǎ))上的 FPGA 提供標準的夾(jiá)層板(子卡)尺(chǐ)寸、連接器和模塊接口。通過這種方式將 I/O 接口與(yǔ) FPGA 分離(lí),不僅簡化了 I/O 接口模塊設計,同時還最大化了載卡的重複利用率。
二、FMC標準(zhǔn)的優點
FMC 標(biāo)準(zhǔn)與使用(yòng) PCI、PCI-X、PCI-E 或 Serial RapidIO 等複雜接口連接到載卡的 PMC 和 XMC 標準不(bú)同(tóng),FMC 標(biāo)準隻要求核心 I/O收發(fā)器電路直接連接至(zhì)載卡上的 FPGA 即可。
在FMC子模塊的設計中,通過固定電(diàn)信號位置,使用最小的(de)係統支持和靈(líng)活的引腳分配,能最大限度(dù)地減少設計的精(jīng)力(lì)和資源(yuán),不僅提高了效率,而且也帶來了諸多(duō)顯著優勢,主要(yào)有以下幾方麵:
(1)設計重(chóng)複利用性:不管是采用定製的內部板設(shè)計還是商用成品 (COTS) 子卡或載卡,FMC 標準有助於將現有的 FPGA / 載卡設計重新用到新的 I/O 上(shàng),而這隻需更換 FMC 模塊並對 FPGA 設計略作調整即可。
(2)數據吞吐(tǔ)量:支持高達 10 Gb/s 的信號傳輸(shū)速率,子卡和載卡之間潛在總帶寬達(dá) 40 Gb/s。
(3)多I/O:提供充足I/O數量(liàng),緊密排列,空(kōng)間占用少
(4)兼容性:標準化(huà)的電源,規範的信號定義,增加彼此的兼容性
(5)穩定性:寬麵積接觸,采用BGA封裝,增加抗震性能
三(sān)、FMC標準的尺寸及(jí)其(qí)對應使用(yòng)的(de)連接器
(1)FMC標準定(dìng)義了單寬度(69 毫米 x 76.5 毫米) 和雙寬度(dù)(139 毫米 x 76.5 毫米(mǐ))兩種尺寸(cùn)。單(dān)寬度模塊支持到(dào)載卡(kǎ)的單(dān)個連接器。雙寬度模塊主要麵向需(xū)要更高帶寬(kuān)、更大前麵板空間(jiān)或較大PCB 麵(miàn)積的應(yīng)用,支持多達兩個連接器。FMC 標準(zhǔn)提供兩種尺寸,能夠更加靈活地(dì)根據空(kōng)間、I/O 要求或者(zhě)這兩者的(de)要求對板進行精心優化。
(2)FMC 連接器是(shì)美國 Samtec公司設計的高密度(dù)高速連接器,以用作標準到載卡上(shàng)的 FPGA 的接口:一種是具(jù)有 160個引腳的低引腳數 (LPC) 連接器,另一種則是具有 400個引腳的(de)高引腳數 (HPC) 連接器。這兩種連接器均支持高達 2Gb/s 的(de)單端和差分信號傳(chuán)輸速(sù)率,且到 FPGA 串行連接(jiē)器的信號(hào)傳輸(shū)速率高達 10Gb/s。
(3)HPC 和 LPC 連接器都使用相同的機(jī)械式連接器,唯一的(de)差別在於實際(jì)上移植哪些信(xìn)號,因此采用(yòng) LPC 連接器的卡(kǎ)也(yě)能插(chā)入 HPC 處,而且隻要適當(dāng)設計,HPC 卡在插入 LPC 處時還能提(tí)供諸多派生(shēng)功能。此外,除了 68個用戶定義的單端信(xìn)號或者 34個(gè)用戶定義(yì)的差分對外,LPC 連接器還提(tí)供了 1個串行收發器、時鍾(zhōng)、JTAG 接口和 1個作為基礎智能平台管理接口 (IPMI) 命令可選支持的 I2C 接(jiē)口。而 HPC 連接器(qì)則提供了 160個用戶定義的單端信號(hào)(或者 80個用戶(hù)定義的差分對)、10個串行收發器對以(yǐ)及更多時鍾。
目前,在美國(guó)Xilinx公司的FPGA開發板上設(shè)計了(le)FMC連接器接口,並且Xilinx公司和第三方公司(sī)聯合提出ANSI/VITA 57.1-2008 FMC連接標準,使得第三方板卡能完全兼容Xilinx公司開發板,從而可以(yǐ)實現(xiàn)互聯互通的配套使用。
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