数字电路硬件设计系列（六）之FPGA配置引脚的设计-Toy模板网

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数字电路硬件设计系列（六）之FPGA配置引脚的设计

不同的FPGA种类，配置的方式可能有稍许的差别。此处我们主要以7系列中XC7A200TFBG676为例，讲解FPGA的主要配置引脚。

1 简介

工具制程工艺的不同，FPGA主要可以分为16nm、20nm、28nm。不停的制程工艺下，有不同的产品，详细将下：

2 BANK 介绍

在FPGA的设计过程中，将FPGA的IO口划分为不同的BANK,常见的BANK有HP BANK、HR BANK、HD BANK。

BANK	HR BANKA	HP BANK	HD BANK
全称	High Range	High Performance	High Desity
电压范围	1.2~3.3V	1.0~1.8V	1.2~3.3V
接口速率	以类型有关	支持高速接口	支持低速接口
IO PIN数	50	52	24
差分对数	24	24	12

特别地，FPGA的配置关键一般均处于BANK0。

3 配置管脚说明

BANK0配置的引脚如下图所示：

接下来，分别对每个配置引脚做详细的说明

3.1 DXP与DXN配置

DXP、DXN 热敏二极管温度传感器引脚，在BANK0热二极管被允许接入使用DXP和DXN引脚，当不使用时，连GND。在设计该部分电路时，可以使用MAX6642替代热敏二极管。大多数热敏二极管温度传感器，包括MAX1617和MAX6654，与二极管都有两个连接点：DXP和DXN。DXP连接至热敏二极管的阳极，源出二极管偏置电流。DXN吸入偏置电流，并将阴极偏置在0.7V左右。具体的连接方式见下图：

MAX6642只有一个DXP端，与热敏二极管的阳极相连,该器件没有DXN端，而是将阴极直接与地相连。这就需要对电路板做出一些修改，如图2所示。注意，GND同时用作电源地和阴极连接，因此热敏二极管的阴极需在图2所示MAX6642处接地。热敏二极管与MAX6642之间不应有其它与地相连的引线，因为地电流通过引线将产生小的电压降，直接影响温度测量精度。具体的连接方式见下图：

3.2 VCCADC配置

XADC的工作电源为1.8V，第二个是XADC的采样参考电压，VREFP VREFN两个引脚，为了简化硬件设计，此处采用内部参考电压，所以两个引脚均需接地。

3.3 VP和VN配置

VRN 这个引脚针对DCI电压的N晶体管参考电阻，每个bank，用一个10K的电阻拉高。

VRP 这个引脚针对DCI电压的P晶体管参考电阻，每个bank，用一个10K的电阻拉低。

3.4 VCCBATT

VCCBATT是FPGA内部易失性存储器的电池备份电源，用于存储AES解密器的密钥。对于需要来自易失性密钥存储区的解密密钥的加密比特流，将此引脚连接到电池以在FPGA未供电时保留密钥。如果不要求使用易失性密钥存储区中的解密密钥，请将此引脚连接到GND或VCCAUX。引脚名称包含“_0”存储区标识，但它不是I / O，不受VCCO_0的影响。官方电路如下：

3.5 配置模式

常见的配置模式主要有七种，分别是主串配置模式、主SelectMAP配置模式、主SPI FLASH配置模式、主BPI FLASH配置模式、从串配置模式、从SelectMAP配置模式、JTAG配置模式。配置工作模式我们只需要配置M[2:0]即可，具体的配置方式如下：