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# 打工人日报#20250926

news 2025/9/27 16:00:37

打工人日报#20250926

周五了，下班早，去和前同事见面，逛宜家，开心

知识点

常见的电气标准有 LVTTL、LVCMOS、SSTL、HSTL、LVDS、LVPECL 和 PCI 等

LVTTL（Low - Voltage Transistor - Transistor Logic）

1.逻辑电平

电源电压：常见为 3.3V、2.5V、1.8V 等，以 3.3V 为例，其高电平范围一般为 2.0V - 3.3V，低电平范围为 0V - 0.8V。
定义：是 TTL 逻辑电平的低电压版本，在保持与传统 TTL 逻辑兼容的同时，降低了功耗和电压摆幅。
2.特点
优点：兼容性好，能与传统 TTL 器件良好兼容；功耗相对较低，适合低功耗应用场景；信号摆幅适中，抗干扰能力较强。
缺点：速度相对较慢，不适合超高速数据传输；电压摆幅仍较大，相比一些低压标准，功耗优势不够突出。
3.应用：常用于低速到中速的数字电路，如简单的微控制器接口、低速通信接口（如 UART）等。

LVCMOS（Low - Voltage Complementary Metal - Oxide - Semiconductor）

1.逻辑电平

电源电压：常见有 3.3V、2.5V、1.8V、1.5V 等。以 1.8V 为例，高电平范围一般为 1.2V - 1.8V，低电平范围为 0V - 0.6V。
定义：基于 CMOS 工艺的低电压逻辑电平标准，利用互补金属氧化物半导体的特性实现逻辑功能。
2.特点
优点：功耗低，尤其是在较低电源电压下，静态功耗极小；速度相对较快，能满足中高速数字电路需求；噪声容限较大，对噪声干扰有较好的免疫力。
缺点：与传统 TTL 逻辑电平兼容性较差，需要电平转换电路；输出驱动能力相对较弱，可能需要额外的缓冲电路。
3.应用：广泛应用于各类低功耗、中高速数字电路，如微处理器、FPGA、ASIC 的内部逻辑和外部接口，以及高速串行接口的部分电路。

SSTL（Stub - Series - Terminated Logic）

1.逻辑电平

电源电压：常见为 2.5V 或 1.8V。以 2.5V 为例，其高电平约为 1.5V，低电平约为 1.0V，中心电平为 1.25V。
定义：专为高速内存接口设计的电气标准，采用串联终端匹配技术来减少信号反射，提高信号完整性。
2.特点
优点：适合高速数据传输，能有效降低信号反射和串扰，在高频下保持良好的信号质量；功耗较低，适用于对功耗有要求的内存系统。
缺点：对线路布局和终端电阻匹配要求严格，设计复杂度较高；信号摆幅较小，对噪声较为敏感。
3.应用：主要应用于 DDR SDRAM、Rambus DRAM 等高速内存接口，确保内存与处理器或其他控制器之间的高速数据可靠传输。

HSTL（High - Speed Transceiver Logic）

1.逻辑电平

电源电压：常见为 1.8V、1.5V 等。以 1.8V 为例，高电平约为 1.2V，低电平约为 0.6V，中心电平为 0.9V。
定义：也是针对高速数据传输设计的电气标准，旨在满足高速数字系统中对信号完整性和低功耗的要求，常用于芯片间的高速接口。
2.特点
优点：支持非常高的数据传输速率，能适应高速串行总线的需求；具备良好的信号完整性，通过优化的电路结构和电平特性减少信号反射和干扰；功耗相对较低。
缺点：同样对电路板设计要求高，包括布线长度、阻抗匹配等；与其他标准的兼容性有限，需要专门的接口电路。
3.应用：常用于高速串行通信接口，如 PCI Express、Serial ATA、USB 3.0 等，实现高速数据在不同芯片之间的可靠传输。

LVDS（Low - Voltage Differential Signaling）

1.逻辑电平

电源电压：通常为 3.3V 或 1.8V。它通过一对差分信号传输数据，差分电压摆幅较小，一般在 350mV 左右。
定义：采用低电压差分信号传输技术，利用两根信号线之间的电压差来表示逻辑状态，具有高速、低功耗、抗干扰能力强的特点。
2.特点
优点：数据传输速率高，可达到数 Gbps；低功耗，由于信号摆幅小，功耗远低于单端信号传输；抗干扰能力强，差分信号对共模干扰有很强的抑制能力，适合长距离传输。
缺点：需要两根信号线传输一个信号，增加了布线复杂度；对接收端的共模抑制比要求较高，设计时需要精心考虑。
3.应用：广泛应用于高速数据传输领域，如液晶显示器（LCD）的显示接口、高速背板通信、视频传输等。

LVPECL（Low - Voltage Positive Emitter - Coupled Logic）

1.逻辑电平

电源电压：一般采用 +3.3V 电源，其差分输出电压摆幅约为 800mV，正端输出高电平约为 2.4V，低电平约为 1.6V；负端输出与正端相反。
定义：是一种高速、低功耗的差分逻辑电平标准，基于发射极耦合逻辑（ECL）技术并进行了低电压优化。
2.特点
优点：具有极高的速度，能支持数 GHz 的数据传输速率；差分信号传输方式使其抗干扰能力较强；输出阻抗低，可驱动较大的负载。
缺点：功耗相对较高，尤其是在多通道应用时；逻辑电平与其他常见标准不兼容，需要电平转换；对电源噪声较为敏感，需要良好的电源管理。
3.应用：常用于高速通信、高性能计算和高速数据采集系统中，如高速 ADC/DAC 接口、高速时钟分配网络等。

PCI（Peripheral Component Interconnect）

1.逻辑电平

电源电压：常见有 5V 和 3.3V 两种标准。其信号电平遵循 TTL 或 LVTTL 逻辑电平规范，具体取决于使用的电源电压。
定义：是一种局部总线标准，用于计算机内部连接各种外围设备，如显卡、声卡、网卡等，定义了硬件接口和通信协议。
2.特点
优点：具有良好的兼容性，支持多种类型的设备连接；数据传输速率相对较高，能满足大多数计算机外围设备的数据传输需求；标准化程度高，便于设备的开发和集成。
缺点：随着技术发展，其传输速率逐渐难以满足高速设备需求；并行总线结构导致布线复杂，信号干扰问题较为突出。
3.应用：广泛应用于传统个人计算机和服务器的主板上，作为连接各种外围设备的标准接口，尽管逐渐被更高速的接口标准（如 PCI Express）取代，但在一些旧设备和特定应用中仍在使用。

IO Bank 介绍

IO Bank（输入输出银行）是 FPGA（现场可编程门阵列）和一些复杂芯片中用于管理输入输出引脚（IO 引脚）的功能模块集合。每个 IO Bank 通常包含一组 IO 引脚以及相关的控制和配置电路，不同的 IO Bank 可配置为不同的电气标准和特性，以适应多种外部设备连接需求。以下是对 IO Bank 及其常用 IO 特性的说明：
IO Bank 介绍

结构与功能：IO Bank 将一组 IO 引脚在逻辑和电气上进行分组管理。每个 IO Bank 通常配备独立的电源引脚，用于提供不同的供电电压，以支持多种不同电气标准的设备连接。同时，IO Bank 内部集成了电平转换电路、驱动电路、配置寄存器等，能够根据用户配置，使引脚适应不同的逻辑电平、数据速率和信号驱动要求。例如，在一个 FPGA 芯片中，可能划分多个 IO Bank，其中一个 IO Bank 可配置为支持 LVTTL 电平标准，用于连接低速数字设备；另一个 IO Bank 可配置为 LVDS 电平标准，用于高速数据传输。
配置灵活性：通过对 IO Bank 进行编程配置，用户可以动态地改变 IO 引脚的功能、电气特性等。这种灵活性使得同一芯片能够与多种不同类型的外部设备进行接口，无需额外的电平转换芯片，大大简化了电路板设计。例如，在产品开发过程中，如果需要更换外部设备，可通过重新配置 IO Bank，使 FPGA 引脚适应新设备的电气标准，而无需更改硬件电路板。