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FPGA硬件设计6 ZYNQ外围-HDMI、PCIE、SFP、SATA、FMC

news 2025/9/17 6:37:45

一、HDMI

1. D0_P/N, D1_P/N, D2_P/N (Data Lines)

2. CLK_P/N (Clock Lines)

3. SCL_LS (Serial Clock Line for I2C)

4. SDA_LS (Serial Data Line for I2C)

5. HPD_LS (Hot Plug Detect)

总结：

二、PCIE

1. TX (Transmit) 和 RX (Receive)

2. PRSNT (Present)

3. CLK (Clock)

4. RST (Reset)

总结：

三、SFP

1. TX_DIS (Transmit Disable)

2. RX_LOSS (Receive Loss of Signal)

3. TD_P/N (Transmit Differential Pair)

4. RD_P/N (Receive Differential Pair)

总结：

四、SATA

五、FMC

一、HDMI

无专用驱动芯片。AZ1045-04F 瞬态抑制二极管（TVS），用于保护高速数据接口。 AZ1045-04F 是一种独特的设计，包括 ESD 额定、超低容量转向二极管和箝位单元的独特设计，箝位单元是单个封装中的等效 TVS 二极管。在瞬态条件下，转向二极管将瞬态引导至内部 ESD 线路或接地线。

在HDMI（High-Definition Multimedia Interface）接口中，D0_P/N, D1_P/N, D2_P/N, CLK_P/N, SCL_LS, SDA_LS, HPD_LS等，它们的作用如下：

1. D0_P/N, D1_P/N, D2_P/N (Data Lines)

这些信号是用于传输视频和音频数据的线：

D0_P/N, D1_P/N, D2_P/N：这几对信号是差分数据线，用于传输视频信号和其他数据信号（如音频、辅助数据等）。
- P 是正向信号（Positive），N 是负向信号（Negative），它们构成了差分信号对。
- 这些信号线传输的是编码过的视频数据流（例如 RGB 数据流）。在传统的 TMDS（Transition-Minimized Differential Signaling）传输方式中，数据是以高速差分信号的形式传输的，以降低噪声并提高数据传输的可靠性和带宽。
- D0、D1、D2 表示视频数据的不同位通道，它们一起传输图像信息，通常每个通道分别用于传输一个位数据。

2. CLK_P/N (Clock Lines)

CLK_P/N：用于传输时钟信号，同样是差分信号对。
- CLK_P 是时钟信号的正向（Positive）部分，CLK_N 是时钟信号的负向（Negative）部分。
- 这些时钟信号与数据通道同步，确保数据能够在正确的时序下进行传输。时钟信号是HDMI数据传输的核心部分，确保在高速传输下，数据能够按照正确的顺序被接收和处理。

3. SCL_LS (Serial Clock Line for I2C)

SCL_LS：I2C通信中的时钟线，SCL是Serial Clock Line的缩写，用于同步数据传输。
- 这条线用于HDMI中一些附加功能的数据传输。例如，它常常用于**EDID（Extended Display Identification Data）**协议中，来读取显示器的配置信息。
- SCL_LS线是低速I2C接口的一部分，通常用于设备间的配置和查询。

4. SDA_LS (Serial Data Line for I2C)

SDA_LS：I2C通信中的数据线，SDA是Serial Data Line的缩写，用于传输数据。
- 与SCL_LS一起，这条线用于在HDMI设备（如显示器和源设备）之间交换控制和配置信息。
- 例如，源设备（如播放机）可以通过I2C协议查询或修改显示器的EDID信息，或者进行其他控制操作。

5. HPD_LS (Hot Plug Detect)

HPD_LS：这是一个用于热插拔检测的信号线，通常是逻辑电平信号。
- 当显示器与源设备（如电视或计算机显示器）连接时，HPD信号用于检测设备是否插入。在热插拔时，HPD信号会在设备启动时变为高电平，通知源设备显示器已连接。
- 通过此信号，HDMI源设备知道显示器已连接，可以进行初始化和启动显示输出。
- 在没有显示器连接时，源设备可以根据HPD信号来判断是否要等待或重新尝试连接。

总结：

D0_P/N, D1_P/N, D2_P/N：差分视频数据线，用于传输RGB视频数据。
CLK_P/N：时钟信号线，用于同步视频和音频数据的传输。
SCL_LS：I2C时钟线，用于低速数据传输和设备配置（如EDID读取）。
SDA_LS：I2C数据线，用于低速数据传输和设备配置。
HPD_LS：热插拔检测线，用于检测HDMI设备的插拔状态，通知源设备是否有显示器连接。

这些信号共同工作，确保HDMI接口能够稳定地传输视频、音频和其他控制信息，同时支持设备的动态连接和配置。

有时候会用RGB_HDMI的芯片，实现RGB的数据控制线转为HDMI。

二、PCIE

同样没有专用芯片。

在 PCIe（Peripheral Component Interconnect Express） 接口中，您提到的 TX, RX, PRSNT, CLK, RST 等信号具有重要作用，分别用于数据传输、连接状态检测、时钟同步等。下面是每个信号的详细解释：

1. TX (Transmit) 和 RX (Receive)

TX (Transmit)：传输数据线，负责从PCIe设备发送数据。
- TX 通常是指向外部设备发送数据的方向。在PCIe链路中，每个通道都有独立的发送和接收信号对，用于数据传输。
- 在PCIe的发送端，TX线用于将数据从主机或控制器发送到PCIe设备。
RX (Receive)：接收数据线，负责从PCIe设备接收数据。
- RX 用于从外部设备接收数据。当PCIe设备接收到主机发送的数据时，这些数据会通过RX信号返回。

这两组信号（TX和RX）通常是差分信号对，用于高频高速数据传输，以确保数据完整性和减少噪声。

2. PRSNT (Present)

PRSNT：用于指示设备的连接状态。
- PRSNT 是插卡检测信号，通常用于检测PCIe插槽是否有设备插入。这是一个低电平有效信号，主板上的设备（如主控芯片或控制器）可以通过检测PRSNT信号来确认是否有设备插入到PCIe插槽。
- 当设备正确插入PCIe插槽时，PRSNT 信号会变为低电平，表示设备已插入并且准备好进行通信。

3. CLK (Clock)

CLK：时钟信号，用于同步数据传输。
- CLK 是PCIe接口的时钟信号，负责为数据传输提供同步时序。PCIe系统通过差分时钟信号来同步发送和接收的数据流。时钟信号确保数据在正确的时间内被传送到正确的设备。
- 在高速数据传输中，时钟信号是至关重要的，因为它确保不同设备之间的数据同步，使得数据在正确的时序下进行传输。

4. RST (Reset)

RST：复位信号，用于重置PCIe设备。
- RST 是复位信号，用于初始化和重置PCIe设备。它确保设备在启动时处于已知的初始状态，避免由于电源波动或其他错误导致的不正常工作。
- 当RST 线被拉低时，PCIe设备会进入复位状态，并且主机系统或其他外部设备会使用复位信号来重新初始化设备，准备进行后续的数据传输和通信。

总结：

TX (Transmit)：数据传输线，负责将数据从发送端发送到接收端。
RX (Receive)：数据接收线，负责从接收端接收数据。
PRSNT (Present)：插卡检测信号，指示设备是否插入PCIe插槽。
CLK (Clock)：时钟信号，提供同步时序以支持高速数据传输。
RST (Reset)：复位信号，用于重置设备并初始化其状态。

这些信号是PCIe接口的关键部分，确保数据能够正确、安全地传输，同时也帮助系统管理设备的连接和复位过程。

三、SFP

无专用芯片。

在**SFP（Small Form-factor Pluggable）**接口中，TX_DIS, RX_LOSS, TD_P/N, RD_P/N 主要与数据传输、接收信号、故障检测和状态监控有关。下面是每个信号的详细解释：