1.6 输入/输出块 |
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根据元器件和封装,I/O引脚的数目不尽相同。每个I/O都是可配置的,并且能兼容大量的I/O标准。I/O分成宽范围(High Range,HR)或者高性能(High Performance,HP)两种类型。HR I/O提供了最宽范围的电压支持,其范围为1.0~3.3V。HP I/O被优化用于最高性能操作,其范围为1.0~1.8V。
所有I/O引脚按组构成,每个组包含52个I/O。每个组由一个公共的Vcco输出缓冲区供电,它也为一些输入缓冲区供电。此外,HR组能分割成两个半组,每个由自己的Vcco供电。一些单端输入的缓冲区要求一个内部生成的或者外部供给的参考电压(Vref)。Vref引脚可以在PCB上直接驱动,或者使用出现在每个组内的内部Vref生成器产生。
单端输出使用传统的CMOS下拉或者上拉结构,将逻辑高驱动为Vcco或者将逻辑低驱动为地,也能置为高阻状态。设计者可以指定抖动率和输出强度。输入总是活动的,但是当输出是活动时,常常忽略输入。每个引脚可以选择一个弱上拉或者一个弱下拉电阻。
大部分的输入引脚对可以配置为差分输入对或者差分输出对。差分输入引脚可以选择使用100Ω内部电阻端接。所有UltraScale结构的元器件支持差分标准超过通用的LVDS,包括RSDS、BLVDS、差分SSTL和差分HSTL。每个I/O支持存储器I/O标准,比如单端和差分HSTL,以及单端和差分SSTL。
一个三态的数字控制阻抗(T_DCI)能控制输出驱动阻抗(串行端接)或者能够为输入信号提供到Vcco的并行端接,或者分割(Thevenin)端接到Vcco/2。这样,允许设计者不需要使用片外信号端接。除了节约空间外,当处于输出模式或者三态时,自动关闭端接。与片外端接相比,降低了功耗。I/O为IBUF和IDELAY提供了更低的降低功耗的方式,特别是用于实现存储器接口。
所有的输入和输出都可以配置成组合或者寄存模式。同时,所有的输入和输出均支持双数据率(Double Data Rate,DDR)。任何一个输入和输出都可以单独配置到最大为1250个ps,其分辨率为5~15个ps,实现这个延迟目的的是IDELAY和ODELAY单元。可以在配置时,设置延迟步长的数目;也可以在使用时,递增或者递减。设计者可以将IDELAY和ODELAY级联在一起,使得在单一方向达到两倍的延迟。
在很多应用中,组合高速的位串行I/O,以及元器件内的低速并行操作。因此,这就要求在I/O逻辑内有一个串行化器和一个解串行化器(SerDes)。每个带有IOSERDES(ISERDES和OSERDES)的I/O能执行2、4或者8位的串行到并行,以及并行到串行的转换。这些I/O逻辑特性能执行高性能的接口,如Gigabit以太网/1000BaseX/SGMII。