FPGA之IO信号类型深入理解

最新推荐文章于 2025-08-10 10:14:59 发布

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本文深入探讨FPGA开发中IO信号类型，讲解如何使用FPGA原语和Verilog代码实现inout信号，并分析Xilinx 7系列FPGA上的IOBUF结构。通过实例展示两种实现方式的原理图，强调Verilog实现时需要赋予IO信号高阻态（1'bZ）以确保功能正常。

在FPGA设计开发中，很多场合会遇到同一根信号既可以是输入信号，又可以是输出信号，即IO类型（Verilog定义成inout）。

　　对于inout型的信号，我们既可以使用FPGA原语来实现，也可以使用Verilog代码来实现。下面将介绍在Xilinx 7系列FPGA上两种实现方式的差别和注意点。

　　不管哪种方式实现IO功能，从编译结果看都会调用IOBUF原语，为此，我们先来看一下IOBUF的结构，如下图所示。

　　1.FPGA原语实现

　　首先，我们编写的代码如下：

 1`define PRIMITIVE 
 2 
 3 module io_buf(
 4     input    T    ,
 5     input    I    ,
 6     output    O    ,
 7     inout    IO
 8 );
 9 
10 `ifdef PRIMITIVE
11     IOBUF #(
12         .DRIVE            (12            ),    // Specify the output drive strength
13         .IBUF_LOW_PWR    ("TRUE"        ),    // Low Power - "TRUE", High Performance = "FALSE" 
14         .IOSTANDARD        ("DEFAULT"    ),    // Specify the I/O standard
15         .SLEW            ("SLOW"        )    // Specify the output slew rate
16     ) IOBUF_INST (
17         .O                (O            ),    // Buffe