TMDS,LVDS,RSDS

本文深入解析了低压差分信号(LVDS)、低摆幅差分信号(RSDS)和最小化传输差分信号(TMDS)在数据传输领域的应用与区别,提供了一个全面的技术指南。

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LVDS: Low-Voltage Differential Signaling 低压差分信号

RSDS: reduced swing differential signal 低摆幅差分信号

TMDS: Transition Minimized Differential Signaling 最小化传输差分信号

### TMDSLVDS 电平标准及其差分管脚约束 #### 1. **TMDSLVDS 电平标准** ##### TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) TMDS 是一种专为高带宽视频信号设计的差分信号传输技术,广泛应用于 HDMI 接口中。其核心特点在于通过最小化信号过渡次数降低电磁干扰 (EMI),同时提供较高的数据速率[^3]。 - 数据速率:最高可达数 Gbps。 - 输出摆幅:约 0.8V 差分电压。 - 阻抗匹配:建议使用 100Ω 特性阻抗。 ##### LVDS (Low Voltage Differential Signaling) LVDS 则是一种通用型低功耗、高速度的差分信号标准,适用于多种应用场景。相比 TMDS 更加灵活,常用于 FPGA 的 I/O 接口中[^4]。 - 数据速率:典型范围为几十 Mbps 至几 Gbps。 - 输出摆幅:约为 350mV 差分电压。 - 功耗较低:由于较小的电压摆幅,使得能耗显著低于传统 CMOS 或 TTL 标准。 - 阻抗匹配同样推荐采用 100Ω。 两者的主要区别体现在适用领域和技术细节上——TMDS 主要面向多媒体传输需求;而 LVDS 则因其高效能表现被普遍采纳于工业自动化等领域之中[^1]。 --- #### 2. **差分管脚约束** 在 Xilinx FPGA 中,无论是 TMDS 还是 LVDS,都需要对差分管脚进行严格的约束以确保正常工作。这些约束主要包括 IO Standard 设置、Pin Location 定义以及可能涉及的端接选项等。 ##### HR I/O Bank 下的 TMDS 约束示例 假设我们正在配置一个基于 TMDS_33 标准的 HDMI 接口,则可按如下方式进行约束: ```tcl set_property PACKAGE_PIN N18 [get_ports TMDS_clk_p] set_property PACKAGE_PIN P19 [get_ports TMDS_clk_n] set_property IOSTANDARD TMDS_33 [get_ports TMDS_clk_p] set_property PACKAGE_PIN V20 [get_ports {TMDS_data_p[0]}] set_property PACKAGE_PIN W20 [get_ports {TMDS_data_n[0]}] set_property IOSTANDARD TMDS_33 [get_ports {TMDS_data_p[0]}] ``` 这里分别设置了时钟与数据通道对应的物理引脚位置及所遵循的电气规范。 ##### HP I/O Bank 下的 LVDS 约束示例 如果切换至更低电源电压环境下的 LVDS 应用场合,例如某些通信模块间的数据交换过程里,那么相应的约束形式会有所变化: ```tcl set_property PACKAGE_PIN T17 [get_ports lvds_signal_p] set_property PACKAGE_PIN U17 [get_ports lvds_signal_n] set_property IOSTANDARD LVDS [get_ports lvds_signal_p] ``` 值得注意的是,在实际工程实践中,只需显式指定 _p 脚的信息即可,因为工具能够依据此自动推断出对应 _n 脚的位置关系^。 另外还需强调一点关于差分对之间的距离控制问题,即为了维持良好的信号质量,应当尽量缩短两根线路间的相对延时差距,并保持一致性的布线宽度与间隔尺寸[^4]^。 最后提及一下 GTX 收发器相关的高级功能部分,当面对更复杂的设计要求时,可以借助官方提供的 Wizard 自动生成完整的 XDC 文件框架结构,从而简化手动编辑的工作量[^5]^。 --- ###
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