AR# 17244

Virtex-II Pro/Virtex-4 - 差動入力ペアで差動終端 (DT) を使用した新しい 4 つの I/O 規格について

説明

キーワード : terminated, LVDS, terminate, resistor, 100, ohms, DT, DIFF_TERM, 終端, 抵抗

Virtex-II Pro/Virtex-4 では、差動入力ペアで差動終端 (DT) を使用した新しい 4 つの I/O 規格が使用できます。これらの I/O 規格は、Virtex-II Pro および Virtex-4 の差動入力に対してのみ、差動終端抵抗をイネーブルにします。Virtex-II ではサポートされていません。Virtex-II Pro/Virtex-4 のオンチップ差動入力終端は、外部抵抗または DCI 終端よりも有用です。

このサポートは ISE 5.2i サービス パック 3 以降に含まれます。

Virtex-II Pro の DT I/O 規格は、次のとおりです。

LVDS_25_DT
LVDSEXT_25_DT
LDT_25_DT
ULVDS_25_DT

Virtex-4 では、同じ 4 つの I/O 規格 LVDS_25、LVDSEXT_25、LDT_25、ULVDS_25 で DIFF_TERM 属性を使用して DT をイネーブルにします。

メモ :
- これらの I/O 規格を出力に使用すると、ソフトウェアでエラーが発生します。詳細は、(Xilinx Answer 14128) を参照してください。
- これらの I/O 規格を IBUFGDS_DIFF_OUT 入力バッファに使用した場合、終端は使用できません。この問題は、6.3i サービス パック 1 で修正されています。

ソリューション

1

Virtex-II Pro デバイス サポート
現在のところ、Virtex-II Pro の製品デバイスで差動終端がサポートされています。

ただし、XC2VP7 および XC2VP20 デバイスでは、差動終端をサポートするデバイスをご注文の際に、注文コード SCD を使用してください。デバイスの在庫および注文方法については、ザイリンクスの販売代理店までお問い合わせください。

背景情報
2003 年 4 月に、XC2VP7 および XC2VP20 が、初期製造回路リビジョン B で認証された最初のデバイスとして製造されました。これらのデバイスは、差動終端をサポートしていませんでしたが、その後、差動終端をサポートしたその他の Virtex-II Pro デバイスが生産されました。XC2VP7 および XC2VP20 デバイスには、回路リビジョン C で差動終端が追加されました。回路 (マスク) リビジョンは、下に説明する 3 文字コードの最初の文字で示されます。

デバイスの識別
3 文字コードは、パッケージ マークの 2 行目、パッケージ タイプの後に示されます。 例 :

XC2VP4
FG456CGB0312
F12958
-5C

この例の 3 文字コードは CGB で、1 文字目の C で回路 (マスク) リビジョン C であることが示されています。デバイス マークの詳細については、(Xilinx Answer 1067) を参照してください。

また、SCD コードのデバイスには、4 行目のスピード グレードの後に 4 桁の SCD 番号が示されます。たとえば、-5C #### のようになります。

Virtex-II Pro ES (パッケージにマークあり) デバイスまたはコードが SCD でない XC2VP7/XC2VP20 デバイスについては、次の表で差動終端をサポートする Virtex-II Pro デバイスの ID コードとそれに対応する JTAG ID を示します。
サポートされるデバイス
サポートされるデバイス


メモ :
- すべての 2VP30 および大型のデバイスは DT をサポートします。
- XC2VP4 および XC2VP7 の場合のみ、回路リビジョン C を示すマークと JTAG ID で DCIUpdateMode のサポートも示されます。 DCIUpdateMode のサポートの詳細は、(Xilinx Answer 13012) を参照してください。 DCI は DT とは異なります。
- DT サポートのないデバイスでは、LVDS_25_DCI および LVDSEXT_25_DCI I/O 規格をオンチップの LVDS 入力終端を提供するために使用できます。DT と DCI の違いは、次のとおりです。DCI の詳細は、Virtex-II Pro データシートおよびユーザー ガイドを参照してください。

データシートは次のウェブ サイトを参照してください。
http://www.xilinx.com/support/documentation/data_sheets.htm

ユーザー ガイドは次のウェブ サイトを参照してください。
http://www.xilinx.com/support/documentation/user_guides.htm

インスタンシエーション テンプレートおよび終端図
次のウェブサイトからダウンロードできる 『Virtex-II Pro データシート』を参照してください。
http://www.xilinx.com/support/documentation/virtex-ii_pro_data_sheets.htm

終端図および I/O バンク/電圧の互換性については、Virtex-II Pro の機能の詳細 (モジュール 2) -> 機能の詳細の「IOB (入力/出力ブロック)」および「オンチップ差動終端」のセクションを参照してください。

インスタンシエーションのテンプレートの詳細は、次のウェブ サイトから入手できる『Virtex-II Pro プラットフォーム FPGA ユーザー ガイド』を参照してください。
http://www.xilinx.com/support/documentation/virtex-ii_pro_user_guides.htm

1. [FPGA デバイス ファミリ] -> [Virtex-II Pro] から 『Virtex-II Pro プラットフォーム FPGA ユーザー ガイド』 を選択してください。
2. [デザインに関する注意事項] から [LVDS I/O] を選択してください。

2

Virtex-4 デバイスのサポート
DT は、すべての Virtex-4 デバイスでサポートされます。

属性および終端図
Virtex-4 では、IBUFDS/IBUFGDS インスタンスに DIFF_TERM 属性を設定すると、DT が有効になります。

属性および終端図については、『Virtex-4 ユーザー ガイド』を参照してください。
http://www.xilinx.com/support/documentation/virtex-4_user_guides.htm

セレクト IO リソース -> Virtex-4 IO がサポートする規格のガイドライン -> 差動終端 : DIFF_TERM 属性

3

デザイン ガイドライン
特記のない限り、Virtex-II Pro/X および Virtex-4 に、次のガイドラインが適用されます。

オンチップ差動入力終端を使用するための必要条件
100 オームの有効な終端を行うため、I/O バンクの VCCO を 2.5V に接続する必要があります。差動終端 /O 規格は、使用するバンクの VCCO=2.5V +/- 5% でのみ使用できます。これは入力のみの規格です。VCCO = 3.3V のバンクでは、差動 I/O 規格は使用できません。

メモ : ISE 6.1i から、この要件はソフトウェアにインプリメントされています。

外部終端に対するオンチップ差動入力終端の利点
オンチップ終端は入力バッファの直前にあるため、レシーバでのスタブを完全に削除でき、シグナル インテグリティが大幅に向上します。

DCI 終端に対するオンチップ差動入力終端の利点
- DCI 終端では、VCCO/2 への DCI 終端により静止電力が消費されます。LVDS_25_DCI の電力コストの詳細は、(Xilinx Answer 15633) を参照してください
- オンチップ終端の場合、DCI による静止電力の消費は発生しません。
- DT を通過する電流はトランスミッタから入り、トランスミッタに戻るため、入力のオンチップ DT で電力は消費されず、この電流で VCCO 電流 (電圧) が増加することはありません。
- DCI 終端では VCCO/2 の入力同相電圧 (1.25V) が供給されるので、より低い Vicm (600mV) 電圧を必要とする LDT 標準はサポートされません。
- オンチップ差動終端には VRN/VRP ピンは必要ないため、バンクのピンをその他の DCI 用途に使用できます。

3.3v VCCO バンクに LVDS_25_DT を誤ってレイアウトした場合、デバイスは破損するか
DT I/O 規格が使用されているバンクで VCCO を 3.3V に設定しても、デバイスは破損しません。VCCO が 3.3V のとき、P と N 間のインピーダンスは小さくなります。LVDS ペアの P および N ピン間のインピーダンスを測定できますが、ザイリンクスには、3.3V の特性評価データがありません。100 オーム終端に 2.5V VCCO を使用することを推奨します。

100 オームの差動終端の精度
これは HSPICE および IBIS モデルで得られる結果です。IBIS モデルで rterm_100 セクションを確認すると、約 100 オーム+/-20% となっていることを確認できます。

DT I/O 標準を使用したビットストリームを DT サポートのないデバイスにプログラムした場合
このガイドラインは、Virtex-4 以降には該当しません (すべてのデバイスで差動終端をサポートしているため)。
DT がサポートされない Virtex-II Pro デバイスで、DT の I/O 規格を使用するビットストリームをプログラムする場合、DT のない I/O 規格として入力がプログラムされます。
たとえば、LVDS_25_DT を指定している場合、入力は LVDS_25 としてプログラムされます。この場合、LVDS_25 を使用した場合と同様に、入力に外部終端が必要です。これにより信号伝送が影響を受けることはありません。

IBIS および HSPICE
IBIS および HSPICE のモデルの詳細は、(Xilinx Answer 14178) を参照してください。


AR# 17244
日付 10/07/2008
ステータス アクティブ
種類 一般