关于FPGA的FMC接口的详细介绍

Nicole_Terasic

        FMC ( FPGA Mezzanine Card ) FPGA中间层板卡，整个FMC模块由子板模块、载卡两部分构成。子板模块和载卡之间由连接器连接，子板模块上连接器使用公座（male），载卡上连接器使用母座（female）。载卡连接器引脚与具有可配置IO资源的芯片例如FPGA引脚通过PCB设计连接在一起；子板模块上连接器引脚与IO接口也是通过PCB设计连接起来。

图1

        子板PCB上可以设计不同的IO接口实现不同的功能，这样，同一个载卡可以通过子板的设计实现不同的扩展功能，使芯片的应用更加灵活。

        FPGA 夹层卡 (FMC) 标准旨在为基础板（载卡）上的 FPGA 提供标准的夹层卡尺寸、连接器和模块接口。I/O 接口与 FPGA 分离，不仅简化了 I/O 接口模块设计，同时还能最大化载卡的重复使用率。支持高达 10 Gb/s 的信号传输速率，夹层卡和载卡之间潜在总带宽达 40 Gb/s。不管是采用定制的内部板设计还是商用成品 (COTS) 夹层卡或载卡，FMC 标准有助于将现有的 FPGA / 载卡设计重新用到新的 I/O 上，而这只需更换 FMC 模块并对 FPGA 设计略作调整即可。

        FMC 标准的出现将板设计进行了模块化，分为处理引擎(载卡)和 I/O 引擎(FMC 模块)两大部分。设计人员现在能重复利用单个载卡(包括一个或多个FPGA 以及适当数量和类型的 FMC 连接器和板)作为多种不同市场和应用的基础。此外，借助性能更高、功能更强的新型 FPGA 产品，设计人员能在确保与现有 FMC 模块全面兼容的同时轻松升级到新载卡。

        FMC 标准到载卡上 FPGA 的接口有两种一种是具有 160 个引脚的低引脚数 (LPC) 连接器，另一种则是具有 400 个引脚的高引脚数 (HPC) 连接器。这两种连接器均支持高达 2 Gb/s 的单端和差分信号传输速率，且到 FPGA 串行连接器的信号传输速率高达 10 Gb/s。除了 68 个用户定义的单端信号或者 34 个用户定义的差分对外。

        LPC 连接器还提供了 1 个串行收发器对、时钟、JTAG 接口和 1 个作为基础智能平台管理接口 (IPMI) 命令可选支持的 I2C 接口。而 HPC 连接器则提供了 160 个用户定义的单端信号(或者 80 个用户定义的差分对)、10 个串行收发器对以及更多时钟。HPC 和 LPC 连接器都使用相同的机械式连接器，唯一的差别在于实际上移植哪些信号，因此采用 LPC 连接器的卡也能插入 HPC 处，而且只要适当设计，HPC 卡在插入 LPC 处时还能提供诸多派生功能。

转自：http://forum.eepw.com.cn/thread/309030/1    （有改动）
作者：同煮山川