2015-8-17 11:13

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Zynq7000 系列之Zynq7000系列引脚功能综述 很多人做了很久的FPGA，知道怎么去给信号分配引脚，却对这些引脚的功能及其资源限制知之甚少；在第一章里对Zynq7000系列的系统框架进行了分析和论述，对Zynq7000系列的基本资源和概念有了大致的认识，然而要很好地进行硬件设计，还必须了解芯片的引脚特性，以确定其是否符合我们的选型要求，这些要求包括GTX引脚数目、select IO引脚数目、select IO引脚的资源配置情况、PS IO的数目及类型等。 1. Zynq7000 系列引脚分类 　　Zynq7000系列引脚的分类是确定的，而各类引脚的数目则因芯片封装的不同而不同，(为了便于理解，本文所列引脚数目皆以XQ7Z045 FFG900封装为例，文章其他部分不再做出说明)其主要类型如下：   FFG900 引脚分类 引脚个数 备注 PS IO 128 ARM处理系统的专用引脚 Select IO 362 普通的FPGA引脚 Configuration Pins In Bank 0 17 Jtag类的一些引脚 GTX Pins 16X4(16个通道，每通道两对差分引脚) 高速串行收发引脚 XADC Pins 32 模数转换引脚 1.1. Configuration Pins In Bank 0   Pin Name Type Direction Description DONE_0 Dedicated Bidirectional 高有效，高代表配置完成 INIT_B_0 Dedicated Bidirectional 低有效，表示配置存储器正在初始化 PROGRAM_B_0 Dedicated Input 低有效，表示异步复位配置逻辑 TCK_0 Dedicated Input Jtag时钟信号 TDI_0 Dedicated Input Jtag数据输入 TDO_0 Dedicated Output Jtag数据输出 TMS_0 Dedicated Input Jtag模式选择 CFGBVS_0 Dedicated Input 为bank0的配置引脚预选择电平标准，1表示bank0的供电电压为2.5或3.3；0表示bank0的供电电压为1.8 PUDC_B Multi-function Input 上拉电阻配置引脚，配置Select IO在配置阶段或上电后的其上拉电阻是否使能。当接GND，表示不使能；接VCCO_34表示使能。 1.2. Power/Ground Pins   Pin Name Type Direction Description GND Dedicated N/A 地 VCCPINT Dedicated N/A 1.0V，PS的供电电压 VCCUPAUX Dedicated N/A 1.8V，PS的辅助电源 VCCO_MIO0 Dedicated N/A 1.8—3.3，bank500中MIO的供电电压 VCCO_MIO0 Dedicated N/A 1.8—3.3，bank501中MIO的供电电压 VCCO_DDR Dedicated N/A 1.2V–1.8V,DDR的供电电压 VCC_PLL Dedicated N/A 1.8V，PS的PLL供电电压，在它附近必须放置0.47uf—4.7uf的电容 VCCAUX Dedicated N/A 1.8V，辅助电路供电电压 VCCAUX_IO_G# Dedicated N/A 1.8或2.0V，辅助IO电路的供电电压 VCCINT Dedicated N/A 内核逻辑的供电电压 VCCO_# Dedicated N/A 每个bank的输出驱动电压 VCCBRAM Dedicated N/A 1.0V，PL部分BLOCK RAM的供电电压 VCCBATT_0 Dedicated N/A 关键存储器备用电源，若不使用，则接地 VREF Multi-function   门限电压 RSVDVCC Dedicated N/A 保留引脚，必须接到VCCO_0 RSVDGND Dedicated N/A 保留引脚，必须接地 1.3. PS IO Pins   Pin Name Type Direction Description PS_POR_B Dedicated input 上电复位引脚，必须保持低电平直到PS供电和CLK正常，当它为高后，PS开始自举(Boot) PS_CLK Dedicated Input 系统时钟，必须在区间 PS_SRST_B Dedicated Input 系统复位，0时强制PS进入复位状态 PS_MIO_VREF Dedicated 电压参考值 提供给RGMII的接收参考电压，其值等于1/2VCCO_MIO1 PS_MIO Multi-function Input/Output PS的多功能引脚，可被配置成SPI ， Quad-SPI flash, NAND, USB, Ethernet, SDIO, UART, SPI, GPIO 接口 PS DDR Pins PS_DDR_CKP Dedicated Output DDR差分时钟+ PS_DDR_CKN Dedicated Output DDR差分时钟- PS_DDR_CKE Dedicated Output DDR时钟允许 PS_DDR_CS_B Dedicated Output DDR片选 PS_DDR_RAS_B Dedicated Output DDR行有效信号 PS_DDR_CAS_B Dedicated Output DDR列有效信号 PS_DDR_WE_B Dedicated Output DDR写使能 PS_DDR_BA Dedicated Output DDR块地址 PS_DDR_A Dedicated Output DDR行或列地址 PS_DDR_ODT Dedicated Output DDR终端控制引脚 PS_DDR_DRST_B Dedicated Output DDR复位引脚 PS_DDR_DQ Dedicated Input/Output DDR数据线 PS_DDR_DM Dedicated Output DDR数据屏蔽信号 PS_DDR_DQS_P Dedicated Input/Output DDR数据选通信号+ PS_DDR_DQS_N Dedicated Input/Output DDR数据选通信号- PS_DDR_VRP Dedicated Output DCI参考电压+，用来校准DDR的IO驱动强度，连接电阻后接地 PS_DDR_VRN Dedicated Output DCI参考电压-，用来校准DDR的IO驱动强度，连接电阻后接VCCO_DDR PS_DDR_VREF Dedicated Voltage Reference DDR接口的参考电压 1.4. XADC Pins   Pin Name Type Direction Description VCCADC_0 Dedicated N/A XADC模拟电路电源 GNDADC_0 Dedicated N/A 模拟电路参考地 VP_0 Dedicated Input 模拟差分输入正极 VN_0 Dedicated Input 模拟差分输入负极 VREFP_0 Dedicated N/A 1.2V参考电压 VREFN_0 Dedicated N/A 参考地 AD0P through AD15P AD0N through AD15N Multi-function Input 模拟输入端0--15 1.5. Multi-gigabit Serial Transceiver Pins (GTXE2 and GTPE2)   Pin Name Type Direction Description MGTXRXP or MGTPRXP Dedicated Input 差分接收端正极 MGTXRXN or MGTPRXN Dedicated Input 差分接收端负极 MGTXTXP or MGTPTXP Dedicated Output 差分发送端正极 MGTXTXN or MGTPTXN Dedicated Output 差分发送端负极 MGTAVCC_G# Dedicated Input 1.0V发送器和接收器的内部电路模拟供电电压 MGTAVTT_G# Dedicated Input 1.2V发送驱动器的模拟供电电压 MGTVCCAUX_G#     1.8V ，GTXE2发送器专用的Quad PLL辅助模拟供电电压 MGTREFCLK0/1P     发送器的正参考时钟 MGTREFCLK0/1N     发送器的负参考时钟 MGTAVTTRCAL   N/A 内部电路校准用的精度参考电阻引脚 MGTRREF   Input 内部电路校准用的精度参考电阻引脚 1.6. Select IO   Pin Name Type Direction Description IO_LXXY_# IO_XX_# Dedicated Input/Output 绝大多数IO都是差分的，但芯片顶端和低端的IO是单端的；#表示Bank号，XX表示该引脚在Bank里的序号，Y表示是P端还是N端 　　XC7Z045 FFG900芯片里Select IO的差分情况如下所示： 　　HR：High Range，其电压范围1.2và3.3V 延时资源只有IDELAY2；HP：High performance，其电压1.8V，延时资源既有IDELAY2也有ODELAY2；   Device I/Opins SIO(Select IO) PS IO HR HP XC7Z045 FFG900 User IO 212 150 128 Differential 102 72 --------   　　需要注意的是，很多Select IO是多功能引脚(Multi-function)，它们既可以当做普通IO来用，又可以当做特殊引脚如时钟引脚来用，特殊功能说明如下：   Pin Name Type Direction Description MRCC Multi-function Input multi-region Clock引脚，具有时钟功能的引脚，当时钟是单端时，时钟信号必须由MRCC引脚的正端输入 SRCC Multi-function Input Single-region Clock引脚，具有时钟功能的引脚，当时钟是单端时，时钟信号必须由SRCC引脚的正端输入 VRN Multi-function N/A DCI电压N型晶体管参考电阻引脚，应该在每一个Bank里接上参考电阻后上拉 VRP Multi-function N/A DCI电压P型晶体管参考电阻引脚，应该在每一个Bank里接上参考电阻后下拉 DXP_0, DXN_0 Dedicated Input 温敏二极管引脚，可用于检测芯片温度 T0, T1, T2, or T3 Multi-function Input 存储器的字节分组 T0_DQS, T1_DQS, T2_DQS, or T3_DQS Multi-function Input DDR的DQS使能引脚