FPGA LVDS视频
时间: 2023-11-06 16:07:57 浏览: 186
FPGA可以通过LVDS信号输出来控制LCD显示器。LVDS是低压差分信号传输技术,它具有低功耗、高速传输和抗干扰等优点。在FPGA中,实现LVDS信号输出需要使用高速LVDS缓冲区、锁相环用于生成时钟、输入数据捕获和传输装置以及数据格式化等关键组件。数据和时钟以LVDS格式传输到或从FPGA,传输速率取决于分辨率、帧速率和显示器的颜色深度。
在LVDS接口中,数据传输速率通常在100 Mbps到超过1 Gbps之间,具体取决于系统的需求。对于一些常见的分辨率和刷新率,LVDS的数据速率可以在280 Mbps到549 Mbps之间。
相关问题
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这四个词都是计算机领域中常见的术语。FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑芯片,可以根据需要重新配置硬件电路。LVDS(Low Voltage Differential Signaling)是一种低压差分信号传输技术,常用于高速数据传输。SDI(Serial Digital Interface)是一种数字视频传输接口协议,常用于广播、电视等领域。USB(Universal Serial Bus)是一种通用串行总线标准,用于连接计算机和外部设备。
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### FPGA中的LVDS IP核设计与资源使用指南
在FPGA设计中,LVDS(Low Voltage Differential Signaling)是一种低功耗、低噪声的差分信号传输技术,广泛应用于高速数据通信和视频接口等领域。通过使用FPGA厂商提供的LVDS IP核,可以简化差分信号的设计流程,并提高系统稳定性。
#### LVDS IP核的基本配置与使用
FPGA厂商如Xilinx和Intel(前身为Altera)均提供针对LVDS接口的IP核工具,例如Xilinx的`LVDS Transceiver`和Intel的`ALT LVDS` IP核。这些IP核通常支持以下功能:
- **发送端**:将并行数据串行化并通过差分对传输。
- **接收端**:对接收到的串行数据进行解串,恢复原始并行数据。
- **时钟管理**:支持多种时钟模式,包括外部参考时钟和内部锁相环(PLL)生成的时钟。
以Intel Quartus平台为例,使用`ALT LVDS` IP核时,可以通过GUI界面选择工作模式(如TX或RX),并指定数据宽度、速率以及是否启用预加重或均衡器等功能[^3]。
#### LVDS引脚分配与电气特性
在实际硬件实现过程中,需要注意FPGA器件对LVDS I/O标准的支持情况。某些引脚可能仅支持输入方向的LVDS信号,而无法用于输出或双向传输。例如,在Quartus环境中遇到错误提示“Error (169218): I/O standard LVDS on output or bidirectional pin...”时,表明目标引脚不支持该I/O标准的输出或双向操作[^2]。此时建议采用替代方案,如`LVDS_E_3R`或`mini-LVDS_E_3R`,并确保电路板上正确配置了终端电阻以保证信号完整性[^2]。
#### 资源优化与布局布线策略
为了最大化LVDS链路的性能,在物理层设计阶段应考虑以下因素:
- **PCB走线匹配**:确保差分对之间的长度匹配,减少偏斜(skew)。
- **阻抗控制**:保持差分线路的特征阻抗一致,一般为100Ω±10%。
- **电源去耦**:为LVDS收发器提供干净的电源供应,避免干扰。
此外,在FPGA内部逻辑资源方面,LVDS IP核通常会占用一定数量的IOE(Input/Output Element)、PLL模块以及高速串行收发器(如Xilinx的GTP/GTH或Intel的SERDES)。因此,在综合与布局布线阶段,需要监控资源利用率,确保不会超出设备容量限制。
#### 使用Xilinx工具链配置LVDS
对于Xilinx FPGA而言,用户可通过Vivado Design Suite调用内置的`LVDS SERDES` IP核来构建高性能的数据传输通道。该IP支持Base Mode和Multiplexed Mode两种工作模式,分别适用于不同带宽需求的应用场景。同时,它还允许开发者自定义编码方式(如8b/10b)、时钟倍频比以及同步机制等参数[^1]。
#### 示例代码片段 - Altera ALT LVDS TX 配置
下面是一个简单的Verilog代码示例,展示如何实例化一个用于发送端的`altlvds_tx` IP核:
```verilog
// 实例化ALT LVDS TX IP核
altlvds_tx u_altlvds_tx (
.tx_in(data_parallel), // 并行输入数据
.tx_out_p(lvds_data_p), // 正向差分输出
.tx_out_n(lvds_data_n), // 反向差分输出
.clk(clk_100MHz), // 输入时钟
.aclr(reset_n) // 异步复位
);
```
此代码段假设存在一个名为`data_parallel`的并行数据总线,其宽度由具体应用决定;`clk_100MHz`作为主时钟源驱动整个IP核运行;最后,`reset_n`信号负责初始化或清除内部状态寄存器。
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