一、FMC標準
FMC標準描(miáo)述了一個(gè)通用的模塊,它是以一定(dìng)範圍的應用,環境(jìng)和市場為目標的。
該標準由(yóu)包(bāo)括(kuò) FPGA 廠商和最終用戶在內的公司聯盟開發,旨在(zài)為基礎板(載卡)上的 FPGA 提供標準的夾層板(子卡)尺寸、連接(jiē)器和模塊接口。通過這種方式將 I/O 接口與 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(chóng)複利用率。
二、FMC標準的優點
FMC 標準與使用 PCI、PCI-X、PCI-E 或 Serial RapidIO 等複雜接口連接到載卡的 PMC 和 XMC 標準不同,FMC 標準隻(zhī)要求核心 I/O收發器電路直接連接至載卡上的 FPGA 即可。
在FMC子模塊的設計中,通過固定電(diàn)信號位置,使用最小的係統支持和靈活的(de)引腳分配,能最大(dà)限度地減少設計的精力和(hé)資源,不僅提(tí)高了效率,而且也帶來(lái)了(le)諸多顯著(zhe)優勢,主要(yào)有以下幾方麵:
(1)設計(jì)重複利用性:不管是采用定製的內部板設(shè)計還是商(shāng)用成品 (COTS) 子卡或載卡,FMC 標準有助於將現有的 FPGA / 載卡(kǎ)設計重新用到新的 I/O 上,而這隻需更換 FMC 模塊(kuài)並對 FPGA 設計略作調整即可(kě)。
(2)數據吞吐(tǔ)量:支持高達 10 Gb/s 的信號傳輸速率,子卡(kǎ)和載卡之間潛在總帶寬達 40 Gb/s。
(3)多I/O:提供充足I/O數量,緊密排列(liè),空間(jiān)占(zhàn)用少
(4)兼容性:標(biāo)準化的電源,規範的(de)信號定(dìng)義,增加彼此(cǐ)的兼容(róng)性
(5)穩定(dìng)性:寬麵積接觸,采用BGA封裝,增(zēng)加抗震性能
三(sān)、FMC標準的尺寸及其對應使(shǐ)用的連接器
(1)FMC標準定義了單(dān)寬度(69 毫米 x 76.5 毫米) 和雙寬度(139 毫米 x 76.5 毫米)兩種尺寸。單寬度模塊支持到載(zǎi)卡的單個連接器。雙寬度模塊主要麵向需要更高帶寬、更大前麵板空間或較大PCB 麵積的應用(yòng),支持多達兩個連接器。FMC 標準提供兩種尺(chǐ)寸,能夠更加靈活地根據空間、I/O 要(yào)求或者這兩者的要求對板進行精心優化。
(2)FMC 連接器是美國 Samtec公司設計的(de)高密度高速連接(jiē)器,以用作標準到載卡上的 FPGA 的接口:一種是具有 160個引腳的低引腳數 (LPC) 連接器,另一種則是具有 400個(gè)引腳的高引腳數 (HPC) 連接器。這兩種連(lián)接器均支持高達 2Gb/s 的單端(duān)和差分信號傳輸速率,且到 FPGA 串行連接器的信號傳輸速率高達 10Gb/s。
(3)HPC 和 LPC 連接(jiē)器都使用相同的機械式連接器,唯一的差別在於實際上移植哪些信號,因此采用 LPC 連(lián)接器的卡也能插入 HPC 處,而且隻要適當設計,HPC 卡在插入(rù) LPC 處時還能(néng)提供諸多派生功能(néng)。此外,除了 68個用戶定義的單端信號或者 34個用戶定義的(de)差分對(duì)外,LPC 連接器還提供了 1個串行收發器、時鍾、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 接口。而 HPC 連接器則提供了 160個用戶定義的單端信號(或者 80個(gè)用戶定義的差分對)、10個串行收發器對以及更多時鍾。
目前,在美國Xilinx公司的FPGA開發(fā)板上設計了FMC連接器(qì)接口,並且Xilinx公司和第三方公司(sī)聯合提出(chū)ANSI/VITA 57.1-2008 FMC連接標(biāo)準,使得第三方板卡能完全兼容Xilinx公司開發板,從而可以實現互聯互通的配套使用。
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