Spartan-3 FPGA系列中高效PCB布局的LVDS信号倒相 驱动器, 接收器, 技术, 如何, 通路

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提要

　　在比较简单的未大量使用过孔的四层或六层 PCB 上，可能很难对 LVDS 或 LVPECL 这类差分信号布线。其原因是，驱动器上的正极引脚必须驱动接收器上的相应正极引脚，而负极引脚则必须驱动接收器的负极引脚。有时迹线以错误的方向结束，这实际上是向电路中添加了一个倒相器。本应用指南说明 Spartan?- 3 FPGA 系列如何仅通过在接收器数据通路中加入一个倒相器即可避免大量使用过孔，并且在不要求 PCB 重新设计的情况下即可解决意外的 PCB 迹线交换问题。这项技术同样适用于将 FPGA 用作驱动器的情况，而且交换迹线可使得在其他器件或连接器上的 PCB 布线更容易。


简介

　　图1 所示为一个 PCB 示例，其中正极引脚驱动接收器的正极引脚，负极引脚驱动接收器的负极引脚。如果引脚被意外交换，那么 PCB 迹线实际上就变成了一个倒相器，这就可能需要电路板重新设计。

　　图2 说明 Spartan-3 FPGA 系列如何通过在接收器数据通路中加入必要的倒相器来解决这一问题。有此功能，设计人员便可以为简化布线而任意交换迹线。因此，PCB 设计人员可以为实现最大信号完整性而自由布置差分对；所发生的任何交换都可以在 FPGA 内部得到校正。如果使用 DCM （请参阅“异步输入”），则这一布线的自由仅适用于数据线，而“不”适用于时钟线。交换线路绝对不会损坏器件。

吸收倒相器示例


　　在两种情况下，可以向前吸收倒相器：

        1. 当直接驱动触发器输入时
        2. 当驱动到逻辑函数中时

　　在第一种情况下，Spartan-3 FPGA 系列在 CLB 触发器的直接 (D) 输入路径上有一个多路复用器（如图3 所示）。此多路复用器在真实输入信号和补充输入信号之间进行选择。它通过一个配置单元进行配置，该单元由加载到此器件中的比特流进行初始化。用户在操作过程中不能访问多路复用器。

　　在第二种情况下，倒相器直接就被吸收了。例如，如果一个执行“B = ~A”的倒相器后面紧跟着一个执行“D = B 与 C”的与门，那么一种简单的替代方式就是一个无倒相器的执行“D =~A 与 C”的与门；换句话说，就逻辑的利用和延迟而言，倒相器吸收永远是“自由”的。