利用FPGA實(shí)現(xiàn)外設(shè)通信接口之：FPGA在外設(shè)接口實(shí)現(xiàn)方面的優(yōu)勢(shì)

10.1  FPGA在外設(shè)接口實(shí)現(xiàn)方面的優(yōu)勢(shì)

10.1.1  充足的用戶I/O資源 

FPGA的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域就是數(shù)據(jù)采集和接口邏輯設(shè)計(jì)。隨著芯片封裝技術(shù)的提高，現(xiàn)在的FPGA已經(jīng)可以在單位面積上提供更多的I/O管腳資源。

例如，Altera公司低成本的CycloneII系列FPGA最大的封裝為FG896，可以給設(shè)計(jì)者提供最多622個(gè)I/O管腳。如表10.1所示為CycloneII系列FPGA的用戶I/O資源。

表10.1 CycloneII系列FPGA的封裝類型和最大的用戶I/O數(shù)量

從表10.1中可以看出，F(xiàn)PGA的管腳資源很豐富，可以滿足大部分的應(yīng)用需求。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)需求，選擇適合封裝的芯片。因此，F(xiàn)PGA比較適合接口比較多、需要大量I/O的應(yīng)用場(chǎng)合。

10.1.2  靈活的可編程邏輯

標(biāo)準(zhǔn)的外設(shè)接口協(xié)議是開(kāi)放的，因此不具備保密性和安全性。在某些應(yīng)用場(chǎng)合，設(shè)計(jì)者需要在標(biāo)準(zhǔn)接口協(xié)議的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)接口協(xié)議來(lái)提高保密性或者其他方面的性能。FPGA芯片靈活的可編程特性可以幫助設(shè)計(jì)者來(lái)實(shí)現(xiàn)這些自定義的協(xié)議。

10.1.3  支持多種電平接口標(biāo)準(zhǔn)

目前，新型的FPGA可以支持各種高級(jí)的I/O電平標(biāo)準(zhǔn)。以Altera公司的CycloneII系列FPGA為例，在高速差分電平標(biāo)準(zhǔn)方面，支持LVDS、RSDS、mini-LVDS、LVPECL、差分HSTL以及差分SSTL等。在單端電平標(biāo)準(zhǔn)方面，支持2.5V和1.8V的I類和II類SSTL標(biāo)準(zhǔn)，1.8V和1.5V的I類和II類HSTL以及3.3V的PCI和PCI-X 1.0，還有LVCMOS和LVTTL等。

正是因?yàn)閷?duì)多種I/O電平標(biāo)準(zhǔn)的支持，F(xiàn)PGA可以輕松地實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的PCI接口，也可以支持高速的DDR、DDR2和SDR SDRAM以及QDRII的SRAM。