FPGA各管脚含义

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FPGA各管脚含义

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用户I/O：不用解释了。

. t3 k; B' m8 W( K! k! o
& k# ^) |: M8 _; Z  W0 C
  v0 C# d0 J3 s" x配置管脚：
, k- m9 {5 Q9 B$ t! e9 I3 U
2 ^: y+ N4 d) z4 \  ^6 ~MSEL[1:0] 用于选择配置模式，比如AS、PS等。

DATA0 FPGA串行数据输入，连接到配置器件的串行数据输出管脚。
+ @6 e. ~) E1 E/ x9 o
DCLK FPGA串行时钟输出，为配置器件提供串行时钟。
- p/ Y# {; b' ^$ }8 I  X+ R
nCSO（I/O）FPGA片选信号输出，连接到配置器件的nCS管脚。

ASDO（I/O）FPGA串行数据输出，连接到配置器件的ASDI管脚。

3 y/ Z+ [: i( |' X5 r3 ynCEO 下载链期间始能输出。在一条下载链中，当第一个器件配置完成后，此信号将始能下一个器件开始进行配置。下载链上最后一个器件的nCEO悬空。
" A" t% Z1 r% O. `5 i8 N
: f4 C6 y$ ^; R6 P- ?. {( TnCE 下载链器件始能输入，连接到上一个器件的nCEO，下载链的最后一个器件nCE接地。

nCNFIG 用户模式配置起始信号。
- r1 G$ ~5 @6 C1 Q; d8 K) f+ n
nSTATUS 配置状态信号。

& j9 m  J) `9 M* b6 _CONF_DONE 配置结束信号。
3 U9 F- C  A- f( i8 R0 g# p; ~
  w4 l+ r, @+ w5 j+ ]* h5 _7 ^
) y& W: L% y3 J+ R$ p, L1 g. b
电源管脚：

. ]' ]4 K( L* W% gVCCINT 内核电压。130nm为1.5V，90nm为1.2V

VCCIO 端口电压。一般为3.3V，还可以支持多种电压，5V、1.8V、1.5V
2 o$ p& T* z: N, \
VREF 参考电压
+ {  v' y. t& `; n: \  i. n
  |% M9 F- Z7 O' l9 |: FGND 信号地

                          
. \$ S# G$ m! w# I5 }2 y9 w
时钟管脚：
0 K. ^0 v, B' d) {; p
VCC_PLL  PLL管脚电压，直接连VCCIO
% M+ f' c' e( K( p/ T4 ]( m
VCCA_PLL  PLL模拟电压，截止通过滤波器接到VCCINT上
6 e! J5 H/ _! O( H& R9 u' {
GNDA_PLL  PLL模拟地
) W+ o9 p5 A& w: o
. P. w, i1 M# t) X  `GNDD_PLL  PLL数字地
& N6 M7 Q- l) `
CLK[n]  PLL时钟输入
1 \' M5 L' ~* N
2 z$ O; y. L. N; \  ^+ kPLL[n]_OUT  PLL时钟输出

. Q5 X8 e8 H9 [7 l  s; p4 }% v
! j* S' c: q' _' ?" r) O
$ v. i, X+ B: P特殊管脚：
" j  S; Z3 ^* M9 b  u
5 |( h( j+ b6 t& [' GVCCPD 用于寻则驱动
3 S& k4 S3 k, a; B
. w" Z' s) T5 v% i/ J! \) `VCCSEL 用于控制配置管脚和PLL相关的输入缓冲电压

PROSEL 上电复位选项

8 i6 y/ k! E! l0 U$ tNIOPULLUP 用于控制配置时所使用的用户I/O的内部上拉电阻是否工作

- \- J. {* J! v$ ?' ~. d0 rTEMPDIODEN 用于关联温度敏感二极管
8 _3 D. c% L: y

- k$ S/ p' K% Z4 _; @% A+ B3 `5 D* ?
$ W1 \4 S2 p3 C9 m
************************************************************************************************************************************1/1.I/O, ASDO
* v% L8 P! S0 m# R8 h在AS 模式下是专用输出脚，在PS 和JTAG 模式下可以当I/O 脚来用。在AS 模式下，这个脚是CII 向串行配置芯片发送控制信号的脚。也是用来从配置芯片中读配置数据的脚。在AS 模式下,ASDO 有一个内部的上拉电阻，一直有效，配置完成后，该脚就变成三态输入脚。ASDO 脚直接接到配置芯片的ASDI 脚（第5 脚）。
2/2.I/O,nCSO
8 D2 @8 R0 e/ H. f在AS 模式下是专用输出脚，在PS 和JTAG 模式下可以当I/O 脚来用.在AS 模式下，这个脚是CII 用来给外面的串行配置芯片发送的使能脚。在AS 模式下,ASDO 有一个内部的上拉电阻，一直有效。这个脚是低电平有效的。直接接到配置芯片的/CS 脚（第1 脚）。
3/3.I/O,CRC_ERROR
当错误检测CRC 电路被选用时，这个脚就被作为CRC_ERROR 脚，如果不用默认就用来做I/O。但要注意，这个脚是不支持漏极开路和反向的。当它作为CRC_ERROR 时，高电平输出则表示出现了CRC 校验错误（在配置SRAM 各个比特时出现了错误）。CRC 电路的支持可以在setting 中加上。这个脚一般与nCONFIG 脚配合起来用。即如果配置过程出错，重新配置.
  L. f& a' ^8 j3 i# r! B$ W4/4.I/O,CLKUSR
当在软件中打开Enable User-supplled start-up clock(CLKUSR)选项后，这个脚就只可以作为用户提供的初始化时钟输入脚。在所有配置数据都已经被接收后，CONF_DONE 脚会变成高电平，CII 器件还需要299 个时钟周期来初始化寄存器，I/O 等等状态，FPGA 有两种方式，一种是用内部的晶振（10MHz），另一种就是从CLKUSR 接进来的时钟（最大不能超过100MHz）。有这个功能，可以延缓FPGA 开始工作的时间，可以在需要和其它器件进行同步的特殊应用中用到。
7/13.I/O,VREF
2 o! Y! D( M9 S3 H用来给某些差分标准提供一个参考电平。没有用到的话，可以当成I/O 来用。
5 n; {( t3 m/ }( ~14/20. DATA0
专用输入脚。在AS 模式下，配置的过程是：CII 将nCSO 置低电平，配置芯片被使能。CII然后通过DCLK 和ASDO 配合操作，发送操作的命令，以及读的地址给配置芯片。配置芯片然后通过DATA 脚给CII 发送数据。DATA 脚就接到CII 的DATA0 脚上。CII 接收完所有的配置数据后，就会释放CONF_DONE 脚（即不强制使CONF_DONE 脚为低电平），CONF_DONE 脚是漏极开路（Open-Drain）的。这时候，因为CONF_DONE 在外部会接一个10K 的电阻，所以它会变成高电平。同时，CII 就停止DCLK 信号。在CONF_DONE 变成高电平以后（这时它又相当于变成一个输入脚），初始化的过程就开始了。所以，CONF_DONE 这个脚外面一定要接一个10K 的电阻，以保证初始化过程可以正确开始。 DATA0,DCLK,NCSO,ASDO 脚上都有微弱的上拉电阻，且一直有效。在配置完成后，这些脚都会变成输入三态，并被内部微弱的上拉电阻将电平置为高电平。在AS 模式下，DATA0就接到配置芯片的DATA(第2 脚）。
15/21. DCLK
PS 模式下是输入，AS 模式下是输出。在PS 模式下，DCLK 是一个时钟输入脚，是外部器件将配置数据传送给FPGA 的时钟。数据是在DCLK 的上升沿把数据，在AS 模式下，DCLK脚是一个时钟输出脚，就是提供一个配置时钟。直接接到配置芯片的DCLK 脚上去（第6脚）。无论是哪种配置模式，配置完成后，这个脚都会变成三态。如果外接的是配置器件，配置器件会置DCLK 脚为低电平。如果使用的是主控芯片，可以将DCLK 置高也可以将DCLK 置低。配置完成后，触发这个脚并不会影响已配置完的FPGA。这个脚带了输入Buffer，支持施密特触发器的磁滞功能。
8 w  Y/ o# P8 Q1 J/ _16/22. nCE
专用输入脚。这个脚是一个低电平有效的片选使能信号。nCE 脚是配置使能脚。在配置，初始化以及用户模式下，nCE 脚必须置低。在多个器件的配置过程中，第一个器件的nCE 脚要置低，它的nCEO 要连接到下一个器件的nCE 脚上，形成了一个链。nCE 脚在用JTAG编程模式下也需要将nCE 脚置低。 这个脚带了输入Buffer，支持施密特触发器的磁滞功能。
20/26. nCONFIG
0 H9 }8 K5 ^0 _' n0 g专用的输入管脚。这个管脚是一个配置控制输入脚。如果这个脚在用户模式下被置低，FPGA就会丢失掉它的配置数据，并进入一个复位状态，并将所有的I/O 脚置成三态的。nCONFIG从低电平跳变到高电平的过程会初始化重配置的过程。如果配置方案采用增强型的配置器件或EPC2,用户可以将nCONFIG 脚直接接到VCC 或到配置芯片的nINIT_CONF 脚上去。这个脚带了输入Buffer，支持施密特触发器的磁滞功能。实际上，在用户模式下，nCONFIG信号就是用来初始化重配置的。当nCONFIG 脚被置低后，初始化进程就开始了。当nCONFIG脚被置低后，CII 就被复位了，并进入了复位状态，nSTATUS 和CONF_DONE 脚被置低，所有的I/O 脚进入三态。nCONFIG 信号必须至少保持2us。当nCONFIG 又回到高电平状态后，nSTATUS 又被释放。重配置就开始了。在实际应用过程中可以将nCONFIG 脚接一个10K 的上拉电阻到3.3V.
! ^8 _7 F/ c. G" ^1 l: k& ?  g6 j40/56. DEV_OE
: k7 j" C7 u1 g& w' u+ }I/O 脚或全局I/O 使能脚。在Quartus II 软件中可以使能DEV_OE 选项（Enable Device-wideoutput Enable)，如果使能了这一个功能，这个脚可以当全局I/O 使能脚，这个脚的功能是，如果它被置低，所有的I/O 都进入三态。
75/107. INIT_DONE
I/O 脚或漏极开路的输出脚。当这个脚被使能后，该脚上从低到高的跳变指示FPGA 已经进入了用户模式。如果INIT_DONE 输出脚被使能，在配置完成以后，这个脚就不能被用做用户I/O 了。在QuartusII 里面可以通过使能Enable INIT_DONE 输出选项使能这个脚。
+ c% z" D" P7 n- d! a76/108. nCEO
I/O 脚或输出脚。当配置完成后，这个脚会输出低电平。在多个器件的配置过程中，这个脚会连接到下一个器件的nCE 脚，这个时候，它还需要在外面接一个10K 的上拉电阻到Vccio。多个器件的配置过程中，最后一个器件的nCEO 可以浮空。如果想把这个脚当成可用的I/O，需要在软件里面做一下设置。另外，就算是做I/O，也要等配置完成以后。
82/121. nSTATUS
这是一个专用的配置状态脚。双向脚，当它是输出脚时，是漏极开路的。在上电之后，FPGA立刻将nSTATUS 脚置成低电平，并在上电复位（POR）完成之后，释放它，将它置为高电平。作为状态输出脚时，在配置过程中如果有任何一个错误发生了，nSTATUS 脚会被置低。作为状态输入脚时，在配置或初始化过程中，外部控制芯片可以将这个脚拉低，这时候FPGA就会进入错误状态。这个脚不能用作普通I/O 脚。nSTATUS 脚必须上拉一个10K 欧的电阻。
83/123. CONF_DONE
3 j4 j& G6 w# R# J这是一个专用的配置状态脚。双向脚，当它是输出脚时，是漏极开路的。当作为状态输出脚时，在配置之前和过程中，它都被置为低电平。一旦配置数据接收完成，并且没有任何错误，初始化周期一开始，CONF_DONE 就会被释放。当作为状态输入脚时，在所有数据都被接收后，要将它置为高电平。之后器件就开始初始化再进入用户模式。它不可以用作普通I/O来用。这个脚外成也必须接一个10K 欧的电阻。
84/125,85/126. MSEL[1:0]
这些脚要接到零或电源，表示高电平或低电平。00 表示用AS 模式，10 表示PS 模式， 01是FAST AS 模式.如果用JTAG 模式，就把它们接00, JTAG 模式跟MSEL 无关，即用JTAG模式，MSEL 会被忽略，但是因为它们不能浮空，所以都建议将它接到地。
$ h0 s3 `2 ]  o3 C142/206 DEV_CLRn
I/O 或全局的清零输入端。在QuartusII 里面，如果选上Enable Device-Wide Reset（DEV_CLRn)这个功能。这个脚就是全局清零端。当这个脚被置低，所有的寄存器都会被清零。这个脚不会影响到JTAG 的边界扫描或编程的操作。

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