【FPGA基础】FPGA的BANK概念

FPGA中的I/O单元按组分类为Bank,每个Bank支持不同的I/O标准,由接口电压VCCO决定。Bank数量多提供灵活性,适应不同电气标准,相同电平端口才能连接。例如Xilinx的FPGA可能有22个Bank,方便复杂系统中电源电压配置。

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可编程 输入/输出单元 简称I/O单元,是芯片与外界电路的接口部分,完成不同电气特性下对 输入/输出 信号的驱动与匹配要求。FPGA内的 I/O 按组分类,每组都能够独立地支持不同的I/O标准。通过软件的灵活配置,可适配不同的电气标准与I/O物理特性,可以调整驱动电流的大小,可以改变上、下拉电阻

为了便于管理和适应多种电器标准,FPGA的IO被划分为若干个组(bank),每个bank的接口标准由其接口电压VCCO决定,一个bank只能有一种VCCO,但不同bank的VCCO可以不同,只有相同电气标准的端口才能连接在一起。

例如xilinx的高端fpga,能分为22甚至更多个bank,这么做主要是为了提高灵活性。因为fpga的io支持2.5V 3.3v等等种类电平输入输出为了获得这些IO电平,就需要在对应bank的供电引脚输入对应的电源电压这样在一些复杂的系统中非常实用。

以PGL22G为例,该FPGA有6个BANK,如下图所示:

在这里插入图片描述


参考

### FPGA Bank 分布概述 FPGA的器件管脚按照Bank进行划分,每个Bank独立供电,这使得FPGA I/O能够适应不同的电压标准并增强了I/O设计的灵活性[^1]。具体来说,每个用户Bank通常包括50个单端I/O管脚或者24对差分对管脚(即48个差分信号)。此外,在顶端和底端各有额外的一个单端管脚。 针对特定系列如7系列和UltraScale系列的FPGA而言,这些设备具有专门的IO配置以及对应的Bank设置。对于仅包含可编程逻辑(PL)部分而无处理系统(PS)组件的FPGAs,则其电源管理更为简化,因为只需要考虑PL端的供电需求[^2]。 #### FPGA Bank 布局说明 为了更好地理解FPGA中的Bank布局,可以想象整个芯片被划分为多个区域,每个区域内有一个或几个Bank。这种分区方式有助于优化资源利用效率,并允许不同工作条件下的灵活配置: - **边缘位置**:大多数情况下,Banks位于FPGA四周的边界上,这样便于连接外部接口。 - **内部结构**:虽然主要集中在外围,但在某些高级架构中也可能存在一些内嵌式的Bank用于特殊用途的应用场景。 下面是一个简化的示意图来展示典型的FPGA Bank分布情况: ```plaintext +-------------------+ | | | Bank 0 | Top single-ended pin | (Differential) | | | +----------+--------+ | | | | Bank 1 | Bank 2 | | | | +----------+--------+ | | | | Bank 3 | Bank 4 | | | | +----------+--------+ | | | Bottom | Bottom single-ended pin | | +-------------------+ ``` 此图展示了四个角上的Bank以及顶部和底部各一个单独的单端引脚。请注意实际产品可能有更多数量的Bank,并且具体的排列会依据制造商的设计有所不同。
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