FPGA IO命名与Bank划分

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IO的命名
- IO物理命名
- IO功能命名
Bank简介
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IO的命名

IO物理命名

FPGA的IO物理命名规则，也就是我们做管脚约束时候的命名。芯片通常是长方体或者正方体，所以命名通常采用字母+数字组合的方式，从上到下是字母（A,B,C,D```），从左到右是数字(1,2,3```)，所以诸如：W3（见下图，在Vivado中右上角选择l/O Planning即可调出封装图），就是图上箭头的位置。

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IO功能命名

FPGA的功能命名规则。功能命名规则每个厂家都会自己的一套规则，但都大同小异，我们重点来讲述一下xilinx的命名。

Xilinx 7系列FPGA的HR和HP bank，每个bank有50个I/O管脚，每个I/O管脚都可配置成输入、输出。每个bank的首尾管脚只能作为单端I/O，其余48个I/O则可配置成24对差分I/O。在差分信号的实现过程中，管脚分配应选择相应电平标准的bank中除首尾以外的其他48个IO。Xilinx 7系列的差分信号的实现主要通过IBUFDS、OBUFDS、IOBUFDS等原语的调用，在程序中直接进行原语的例化。【FPGA I/O之差分信号】

在下图中，我们可以看到红色圈住的两个单端信号，绿色线条圈住的_CC时钟管脚不用作时钟输入时可以作为用户I/O来使用，另外，还可以看到蓝色标记的VREF管脚，当该BANK I/O用作DDR内存接口时，需要提供伪差分所需的阈值电压，此时_VREF_管脚需要接DDR外设要求的参考电压。 Xilinx 7系列 FPGA硬件知识系列（三）—— Bank划分及引脚定义
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通常xilinx 的功能命名格式为：

差分IO命名：IO_LXXXP_XXXX_#。其中：

（1） IO代表用户IO；

（2） L代表差分，XX代表在当前Bank下的唯一标识号，差分对编号不同的差分对具有不同的编号，P或N表示LVDS信号的差分正端或差分负端；

（3）XXXX位置表示该IO的一些功能；

（4） #表示Bank号，由于FPGA的IO参考电平是按照Bank进行供电的，所以差分对所在的Bank应尤其注意。

举例：IO_L13P_T2_MRCC_12，那通过功能命名的规则我们就可以知道，这是一个用户IO,支持差分信号，是Bank12的第13对差分的P端口，与此同时它也是全局时钟网络输入管脚（MRCC是全局时钟网络）。

单端IO命名：IO_#_#。其中：第1个#代表单端IO的编号；第2个#代表单端IO所在的Bank。

举例：IO_25_12，代表第25个单端IO，IO位于第12BANK。

Bank简介

为了便于管理和适应多种电器标准，FPGA 的 IOE 部分被划分为若干个组（Bank），Bank是一组物理位置和特性相近的IO的总称， 每个 Bank 的接口标准由其接口电压 VCCIO 决定，一个 Bank 只能有一种 VCCIO，但不同 Bank 的 VCCIO 可以不同。只有相同电气标准和物理特性的端口才能连接在一起，VCCIO 电压相同是接口标准的基本条件。同一Bank的电压的基准是一致的，因此，通常如果我们需要各种不同标准的电压，可以通过给到Bank的电压基准不同的方式来实现多种电平标准的输入输出。通常封装越大，Bank数量也越多，可以支持电压标准也越多。

HP Bank、HR Bank和HD Bank，这几个概念都是在7系列之后才有的，其中7系列的FPGA中有HP Bank和HR Bank，UltraScale FPGA有HP Bank、HR Bank和HD Bank，但并不是一个FPGA中会同时包含HP/HR/HD Bank。

Bank	说明
HP：High Performance	应用于高性能也就是速度比较高的场景，比如DDR或者其它高速差分总线（不是gtx），由于速率比较高，Bank电压最高也只能到1.8V。
HR：High Range	表示支持wider range of I/O standards，最高能够支持到3.3V的电压。
HD：High Density	应用于低速I/O的场景，最高速率限制在250M以内，最高电压也是支持到3.3V。