使用FPGA做Lvds设计
基于FPGA的LVDS转千兆以太网适配器的设计及应用
机； 同时适配器接收上位机发送的命令数据，并转发给光谱仪。实验结果表明，适配器在传输速率为 43 Mbit / s 时，连续运行
48 h，误码率为 0，在实验室条件和自然条件下均能稳定传输数据，可作为光谱仪的转换接口。
关键词： 电子学； 数据传输； FPGA； LVDS（ Low Voltage Differential Signalling） ； Gigabit Ethernet； UDP
中图分类号： TP274
文献标识码： A
文章编号： 1005－9490（ 2017） 06－1472－06
成像光谱仪是同时采集图像信息和图像中各点 光谱信息的设备，多用于大气探测、地质选矿、航空 测绘等领域。同时在工业排放检测、发动机尾焰分 析等工业领域以及实验室的科研设备中也有应用。
在航空航天领域，成像光谱仪作为星载和机载 设备，将图像数据输出给卫星平台和飞机数据存储 平台［1］。目前通行的标准是低电压差分信号 LVDS
ZHANG Yunyi1，2，WANG Yu1* ，CHANG Zhen1，2，QIU Xiaohan1，2，TIAN Yuze1，2， ZHANG Quan1，2，LIN Fang1，2，WANG Wenyu1，2，LU Yuelin1，2
（ 1．Anhui Institute of Optics and Fine Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Hefei 230031，China； 2．University of Science and Technology of China，Hefei 230026，China）
can be used for interface conversion for spectrometers．
基于FPGA的LVDS高清数字图像传输系统设计
基于FPGA的LVDS高清数字图像传输系统设计陈东;梁发云;陈辉【摘要】With the rapid development of high-definition display technology,high-definition digital image trans-mission requirements are become higher and higher. In this paper,a LVDS +FPGA high-definition digital image transmission system was built through the research and analysis of high-speed transmission interface LVDS,and the high-definition digital image transmission system hardware platform was completed. System can receive external im-age data through the external interface,and logic design through the Quartus Ⅱ software development platform. First-ly,the received image data cache,the display device timing requirements,and LVDS data transmission rules to carry on processing to the image data. Finally,transmitter would display output image data through LVDS.%随着高清显示技术的快速发展,高清数字图像传输要求越来越高.通过对高速传输接口LVDS研究分析,搭建一个以LVDS+FPGA的高清数字图像传输系统,完成了高清数字图像传输系统软硬件平台设计.系统可接收外部图像数据,通过QuartusⅡ软件开发平台进行逻辑设计,将接收的图像数据缓存,然后根据显示设备的时序要求及LVDS发送模块数据发送要求对图像数据进行处理,最后通过LVDS发送模块将图像数据输出显示.系统结构设计简单,采用模块化设计可移植性好,可推广应用于消费电子及通信设备等领域.【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》【年(卷),期】2016(038)004【总页数】5页(P381-385)【关键词】LVDS;图像传输;高清显示;时序分析【作者】陈东;梁发云;陈辉【作者单位】南昌大学裸眼立体显示技术与虚拟现实研究中心;南昌兴亚光电科技发展有限公司,江西南昌330031;南昌大学裸眼立体显示技术与虚拟现实研究中心;南昌兴亚光电科技发展有限公司,江西南昌330031;南昌大学裸眼立体显示技术与虚拟现实研究中心;南昌兴亚光电科技发展有限公司,江西南昌330031【正文语种】中文【中图分类】TP274近年来显示技术的快速发展和人们对高清显示的强烈需求，对高清图像数据传输提出了更高的要求。
基于FPGA的高速串行数据收发接口设计
基于FPGA的高速串行数据收发接口设计随着信息技术的不断发展，高速串行数据收发接口已经成为许多应用领域中的关键技术。
而基于FPGA的高速串行数据收发接口设计，可以充分发挥FPGA的并行计算和可编程性优势，实现高速数据传输和处理。
本文将介绍基于FPGA的高速串行数据收发接口的设计原理、关键技术和应用。
一、设计原理在高速串行数据收发接口中，主要涉及到以下几个方面的技术：物理接口、时钟同步、帧同步、数据编码和解码、差分信号传输等。
1.物理接口物理接口是指FPGA与外部设备之间进行数据传输的接口。
常见的物理接口包括LVDS、USB、PCIe等。
在设计中，需要选择合适的物理接口，并实现与FPGA之间的连接。
2.时钟同步时钟同步是指接收端与发送端的时钟信号保持同步，以确保数据的准确传输。
常见的时钟同步技术包括PLL锁相环、FIFO缓存等。
在设计中，需要使用适当的时钟同步技术，保证数据的稳定传输。
3.帧同步帧同步是指接收端能够正确识别数据帧的起始和结束标志，以及数据帧中的各个字段。
在设计中，通过使用标志位或者特定的编码格式，可以实现帧同步，保证数据的正确接收和解析。
4.数据编码和解码数据编码和解码是指将要传输的数据进行编码，以提高传输速率和抗干扰能力。
常见的数据编码和解码算法包括差分编码、曼彻斯特编码、8b/10b编码等。
在设计中，需要根据具体的应用需求，选择合适的数据编码和解码算法。
5.差分信号传输差分信号传输是指将发送端的信号分为正负两路进行传输，以提高传输速率和抗干扰能力。
差分信号传输可以有效抑制共模干扰和噪声，提高信号的可靠传输。
二、关键技术在基于FPGA的高速串行数据收发接口设计中，需要关注以下几个关键技术。
1.时钟和数据恢复由于传输中的时钟和数据可能存在相位偏移和抖动等问题，因此需要使用时钟和数据恢复技术来保持时钟的稳定，并将数据恢复到正确的状态。
2.信号完整性由于传输线上会存在反射、串扰等问题，需要采取合适的电路设计和布线策略，以提高信号的抗干扰能力和抗噪声能力，保证数据的可靠传输。
基于FPGA的LVDS高可靠性传输优化设计
基于FPGA的LVDS高可靠性传输优化设计摘要：随着现代电子设备的高速发展，对数据传输的要求也越来越高。
在很多应用中，LVDS已经成为了一种常见的数据传输方式，因为它能提供高速和低功耗的特性。
然而，在实际应用中，如果没有适当的设计和优化，LVDS传输可能会受到噪声、时钟漂移等问题的影响，从而导致传输的可靠性下降。
本文主要探讨了基于FPGA的LVDS高可靠性传输优化设计，并提出了一些优化方法。
关键词：FPGA，LVDS，高可靠性，传输优化1.引言近年来，FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）已经成为了数字电路设计的重要工具。
FPGA具有强大的逻辑资源和丰富的外设接口，可以满足各种不同的应用需求。
同时，FPGA还支持LVDS传输，可以提供高速和低功耗的数据传输，因此被广泛应用于需要高性能数据传输的应用中。
2.LVDS传输存在的问题在使用LVDS传输时，存在一些问题会对传输的可靠性产生影响。
首先，由于传输存在噪声，LVDS信号可能会被噪声干扰导致误码率增大。
其次，由于时钟信号的漂移，接收端可能无法准确地恢复发送端的时钟信号，导致数据传输出错。
此外，由于电路设计和布线的限制，传输线上可能存在信号反射和串扰等问题，进一步影响传输的可靠性。
为了提高LVDS传输的可靠性，可以采取以下一些优化方法：3.1噪声抑制为了减小噪声对LVDS信号的影响，可以采用差模滤波器对接收端的信号进行滤波处理。
差模滤波器通过抑制共模噪声，从而降低误码率。
3.2时钟恢复为了解决时钟漂移的问题，可以在接收端使用相位锁定环（PLL）对时钟信号进行恢复。
PLL可以根据接收到的数据信号来自适应地调整频率和相位，从而保证接收到的时钟信号和发送端的时钟信号一致。
3.3信号完整性为了解决信号反射和串扰等问题，可以采用合适的传输线路布局和阻抗匹配技术。
通过合理设计和布线，可以减小信号反射和串扰，从而提高传输的可靠性。
fpga中lvds传输的时钟约束
FPGA中LVDS传输的时钟约束在FPGA设计中，LVDS（Low Voltage Differential Signaling）是一种常用的高速串行通信接口。
LVDS传输方式通过使用两个电平相反的信号进行数据传输，具有高抗噪声能力和较低的功耗，因此在许多高速数据传输场景中得到广泛应用。
而在LVDS传输中，时钟约束则是至关重要的一部分，它直接影响着数据传输的稳定性和可靠性。
时钟约束是指在FPGA设计中，LVDS传输时钟信号与数据信号之间的时间关系。
合理的时钟约束设计能够保证数据的稳定传输和准确采样，同时最大限度地减小时钟和数据之间的延迟不匹配带来的问题。
下面，我将结合基础理论和实际案例，深入探讨FPGA中LVDS传输的时钟约束。
1. LVDS传输的基本原理LVDS传输采用两个电平相反的差分信号进行数据传输，其中一个信号是正向传输，另一个信号是负向传输。
这两个信号相减后得到的差分电压代表了实际的数据信息，通过差分信号的传输，可以有效地减少电磁干扰和信号衰减，保证数据的稳定传输。
而在LVDS传输中，时钟信号也是由差分信号构成，因此时钟约束对于确保时钟和数据的同步至关重要。
2. 时钟约束的重要性对于LVDS传输来说，时钟信号的稳定性和精确性对于数据的采样和恢复具有重要影响。
合理的时钟约束可以保证时钟信号在数据传输过程中的稳定性和一致性，避免由于时钟不稳定或者时钟和数据不同步而导致的数据错误或者丢失。
在一些对数据准确性要求较高的场合，如高速通信、数据存储等领域，时钟约束更是至关重要。
3. 时钟约束的设计原则在FPGA设计中，时钟约束的设计原则可以总结为以下几点：（1）时钟源：确定LVDS时钟信号的输入源，选择稳定可靠的时钟源对于时钟约束的设计至关重要。
（2）时钟延迟：通过合理的时钟延迟设计，使得时钟信号与数据信号之间的相位关系能够得到合理控制，从而保证时钟和数据的同步。
（3）时钟分配：在FPGA设计中，合理的时钟分配是时钟约束设计中至关重要的一环，保证时钟信号能够准确到达每一个接收端，确保数据的稳定采样。
altera的lvds用法
altera的lvds用法Altera（现在归属于英特尔）的FPGA（现在称为Intel FPGA）在实现LVDS（Low Voltage Differential Signaling）时，通常会使用Altera LVDS IP 核或采用LVDS I/O 标准。
下面是一般情况下使用Altera FPGA 实现LVDS 的步骤：1. 引脚规划（Pin Assignment）：-在Quartus Prime 设计工具中，打开项目并打开Pin Planner。
-选择LVDS 输入或输出引脚。
-将LVDS 信号与适当的FPGA 引脚相连。
2. 时钟资源分配：-如果LVDS 信号需要与时钟一起使用，确保为LVDS 时钟引脚分配了正确的时钟资源。
- Altera FPGA 提供PLL（Phase-Locked Loop）资源，可用于产生LVDS 时钟。
3. 使用LVDS IP 核：-在Quartus Prime 中，你可以使用IP Catalog 中的"ALTDDIO_IN" 和"ALTDDIO_OUT" IP 核。
-在IP Catalog 中搜索"ALTDDIO_IN" 或"ALTDDIO_OUT"，然后将其添加到你的设计中。
-在IP 核配置中，设置LVDS 参数，如输入/输出模式、电压标准等。
4. 约束设置：-在设计中，你可能需要添加SDC（Synopsys Design Constraints）文件，以确保时序约束得到满足。
-针对LVDS 时序进行适当的约束，确保时序满足LVDS 标准。
5. 仿真和验证：-在设计完成后，进行仿真以验证LVDS 信号的正确性。
-使用SignalTap 或其他调试工具来监视LVDS 信号。
6. 生成配置文件和下载到FPGA：-在Quartus Prime 中，使用编译工具生成配置文件。
-使用Programmer 工具将配置文件下载到FPGA 中。
基于FPGA的LVDS设计
基于FPGA的LVDS设计FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑设备，具有非常强大的计算和处理能力。
而LVDS（Low Voltage Differential Signaling）则是一种低电压差分信号传输技术，可以在远距离传输高速数据。
首先，我们将简要介绍FPGA和LVDS的基本原理。
FPGA是一种集成电路，可以实现各种不同的数字逻辑功能。
它由大量的逻辑门、寄存器和资源单元组成，这些单元可以根据用户的需要进行编程和配置。
用户可以使用HDL（硬件描述语言）来描述电路功能，并通过编译工具将其转换为FPGA上的配置文件。
由于FPGA的可编程性，它非常适合用于实现复杂的逻辑功能或进行实时计算处理。
LVDS是一种差分信号传输技术，用于在远距离传输高速数据。
它通过发送两个互补的信号来传输数据，其中一个信号是通过电流上升时发送的，另一个信号是通过电流下降时发送的。
由于这种差分信号的传输方式，LVDS可以提供较高的传输速度和抗干扰能力。
在LVDS传输中，发送器和接收器之间需要一对差分信号线来传输数据，其中一个线上的信号是通过反相的形式传输的。
基于FPGA的LVDS设计可以实现多种应用。
例如，可以使用FPGA设计一个高速的数据接口模块，通过LVDS信号传输方式与其他设备进行数据交换。
这种设计可以应用于高速通信系统，比如以太网、光纤通信、雷达和无线通信等。
通过FPGA提供的高计算能力和灵活性，可以实现复杂的数据处理和处理算法，从而提高整个系统的性能和效率。
另外，基于FPGA的LVDS设计也可以用于图像处理领域。
例如，可以使用FPGA设计一个图像传输和处理模块，通过LVDS信号传输方式将图像数据从图像传感器传输到FPGA，并对图像数据进行实时处理。
这种设计可以应用于数字摄像机、医疗影像设备、工业检测系统等领域，实现高质量的图像采集和处理功能。
此外，基于FPGA的LVDS设计还可以用于音频视频传输领域。
基于FPGA 的LVDS设计
CLR
CLK4X INV
LO
CLR
IDAT14 D0
IDAT10 D1
IDAT6 D2
IDAT2 D3
LR
L
IDAT12 D0
RISEDATA IDAT8 D1
IDAT4 D2 IDAT0 D3
LF
L
FALLDATB
CLK4X
DDRFD VCC
INV D0 D1
GND
CLK4X
CLK4X
LO
CLR
LO
36
２００３．５
绘 制 原 理 图 或 设 计 状 态 机 的 方 法 生 成 网 络 表 ，功 能 仿 真 正 确 后 ，经 过 翻 译 、映 射 、放 置 和 布 线 、时 序 优 化 及 配 置 过 程 ，生 成 比 特 流 文 件 。然 后 ，进 行 时 序仿真，仿真通过后下载到 PROM 中。（我们用了 Xilinx 公司的 XC18V01。）
ELSIF CLK 'EVEN T AN D CLK='1 ' T HEN COU NT <=
(COUN T +1) M OD 256;
END PROCESS;
TC<='1 ' WHEN COU NT=255 ELSE '0'；
TYPE STATE _TYPE I S (IDL E, PACK1, PACK2, TRANS-
靠近子卡的边缘连接器（≤ 1.52 cm），并给每个差
分引脚串联一个 20 Ω的贴片电阻。 ④ 电源方面：Virtex芯片上电时要求有大于 500
mA 的驱动电流，同时，由于多个输出引脚的电位 快 速 变 化 ，要 求 每 对 电 源 和 地 引 脚 都 要 良 好 旁 路 。
基于FPGA的LVDS传输链路的可靠性设计
基于FPGA的LVDS传输链路的可靠性设计张波;李杰;张海鹏;胡陈君【摘要】在遥测系统中,LVDS接口有着传输速度高的优点,想保证数据传输的高效性与稳定性,必须确保LVDS传输链路的可靠性.在此次设计中,通过在硬件电路中增加阻抗匹配和均衡加重技术来提高电路的可靠性.在逻辑设计中,通过采用bit9和bit8标志位来区分有、无效数据与3路数字信号的方法来消除失锁现象,从而提高数据传输的稳定性.经验证,系统实现了以300 Mbit/s的速率在30 m屏蔽电缆中传输数据,误码率为零,提高了LVDS传输链路的可靠性与稳定性.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2018(041)005【总页数】5页(P1237-1241)【关键词】FPGA;LVDS;阻抗匹配;可靠性;高速传输【作者】张波;李杰;张海鹏;胡陈君【作者单位】仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;苏州中盛纳米科技有限公司,江苏苏州215000;仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;仪器科学与动态测试教育部重点实验室,太原030051;苏州中盛纳米科技有限公司,江苏苏州215000【正文语种】中文【中图分类】TP274在高速回传数据模式下,将记录器中的数据经过采编器,通过50 m的电缆回传至上位机,并由上位机分析处理这些数据[1]。
由于是长距离传输,且要求传输数据的正确性,避免传输过程出现丢数误码现象。
所以必须在电路设计和逻辑设计中提高系统的可靠性。
1 硬件电路设计1.1 LVDS传输的异常现象在数据传输过程中,传输质量随传输电缆长度的增加而逐渐下降。
本设计中,使用30 m长的电缆进行LVDS信号传输时,如图1所示,LVDS信号误码率较高,抖动较严重,甚至接近于关闭的状态。
图1 传输电缆50 m时LVDS接收端波形图1.2 LVDS传输链路噪声分析在LVDS传输链路中,噪声主要是信号传输过程中自身所产生的,包括信号在传输电缆中的反射引起的噪声,信号线之间的串扰和码元之间的干扰等。
基于FPGA的LVDS学习报告讲解
3.4 不同总线结构的性能
点到点的连接结构可以在高达芯片组最大的性能指标的情 况下工作，这也取决于互联是否支持那么高的速度。
4、Spartan-6 系列FPGA 器件特点总结
From:Spartan-6 Family Overview, Table 1
Spartan-6 系列器件封装和最大可用I/O数
基于FPGA的LVDS 接口应用 学习汇报
汇报人:张兴
1、什么是差分信号？
差分信号利用两根导线来传输数据，我们 主要研究低压差分信号（Low Voltage Differential Signal，LVDS)。在正引线上， 电流正向流动，负引线构成电流的返回通 路，接收器仅仅给出两传输线上的信号差, 因此共模噪声信号将被抑制掉。LVDS一般 用恒流源驱动器，在接收侧一般是简单的 100 W电阻。
From：DS25BR110 3.125 Gbps LVDS Buffer with Receive Equalization
总结
DS25BR120 的特点是four levels of preemphasis(PE)， 是最优的驱动设备 DS25BR110 的特点是four levels of receive equalization（EQ),是最理想的接收 设备
DS25BR100
DS25BR100的特点是both pre-emphasis（PE） and receive equalization(RE)，是最理想的中继 设备（repeater device） The repeater device repeats a signal between the transmission device and the reception device, and includes an equalizer amplifier that amplifies a signal that is received from the transmission device or another repeater device.
(Xilinx)FPGA中LVDS差分高速传输的实现
（Xilinx）FPGA中LVDS差分高速传输的实现低压差分传送技术是基于低压差分信号(Low Volt-agc Differential signalin g)的传送技术，从一个电路板系统内的高速信号传送到不同电路系统之间的快速数据传送都可以应用低压差分传送技术来实现，其应用正变得越来越重要。
低压差分信号相对于单端的传送具有较高的噪声抑制功能，其较低的电压摆幅允许差分对线具有较高的数据传输速率，消耗较小的功率以及产生更低的电磁辐射。
LVDS：Low Voltage Differential Signaling，低电压差分信号。
LVDS传输支持速率一般在155Mbps（大约为77MHZ）以上。
LVDS是一种低摆幅的差分信号技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。
差分信号抗噪特性从差分信号传输线路上可以看出，若是理想状况，线路没有干扰时，在发送侧，可以形象理解为：IN= IN+ —IN-在接收侧，可以理解为：IN+ —IN- =OUT所以：OUT = IN在实际线路传输中，线路存在干扰，并且同时出现在差分线对上，在发送侧，仍然是：IN = IN+ —IN-线路传输干扰同时存在于差分对上，假设干扰为q，则接收则：(IN+ + q) —(IN- + q) = IN+ —IN- = OUT 所以：OUT = IN噪声被抑止掉。
上述可以形象理解差分方式抑止噪声的能力。
From: 美国国家半导体的《LVDS用户手册》P9FPGA中的差分管脚为了适用于高速通讯的场合，现在的FPGA都提供了数目众多的LVDS接口。
如Spartan-3E系列FPGA提供了下列差分标准：? LVDS? Bus LVDS? mini-LVDS? RSDS? Differential HSTL (1.8V, Types I and III)? Differential SSTL (2.5V and 1.8V, Type I)? 2.5V LVPECL inputs所拥有的差分I/O管脚数目如下From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p5I/O管脚的命名方式：From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p164From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p18 Spartan-3E系列FPGA器件差分I/O接口输入工作的特性参数:From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p126 Spartan-3E系列FPGA器件差分I/O接口输出工作的特性参数:From:Spartan-3E FPGA Family:Complete Data Sheet p127Xilinx公司差分原语的使用（原语，其英文名字为Primitive，是Xilinx针对其器件特征开发的一系列常用模块的名字，用户可以将其看成Xilinx公司为用户提供的库函数，类似于C+ +中的“cout”等关键字，是芯片中的基本元件，代表FPGA中实际拥有的硬件逻辑单元，如LUT，D触发器，RAM等，相当于软件中的机器语言。
基于FPGA的LVDS无时钟数据传输方案设计与实现
基于FPGA的LVDS无时钟数据传输方案设计与实现鄢毕彦峰丨，李杰打胡陈君2(1.中北大学电子测试技术重点实验室,山西太原030051；2.苏州中盛纳米科技有限公司，江苏苏州215123)摘要：针对离线式弹载数据采集存储设备小型化需求，设计了一种基于FPGA的LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)无时钟高速数据传输系统。
在不外挂接口芯片的情况下，用板载时钟代替差分时钟，仅使用一对差分管脚即可完成一路LVDS无时钟数据传输，系统中数据接口较多时可以很大程度上减少板卡体积。
通过提高FPGA内部SERDES(Serializer-Deserializer)反串行化比例以及数据进行8B/10B编码解决鉴相器失效的问题，并以此为板载时钟提供准确的相位信息来对齐串行数据和模拟时钟，最后按照模拟时钟将串行LVDS数据反序列化，从而达到板载时钟代替LVDS随路时钟的目的，以此实现基于FPGA无随路时钟的LVDS高速传输遥试验表明，该系统能够可靠、有效工作，具备一定工程实用价值。
关键词：FPGA；无时钟传输；LVDS；SERDES中图分类号：TN919；TP274文献标识码：A DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.201076中文引用格式：毕彦峰，李杰，胡陈君.基于FPGA的LVDS无时钟数据传输方案设计与实现［J］.电子技术应用，2021,47 (6):62-66.英文弓I用格式：Bi Yanfeng,Li Jie,Hu Chenjun.Design and implementation of LVDS clockless data transmission scheme based on FPGA［J］.Application of Electronic Technique,2021,47(6)：62-66.Design and implementation of LVDS clockless data transmission schemebased on FPGABi Yanfeng1,Li Jie1,Hu Chenjun2(1.State Key Laboratory of Electronic Testing Technology,North University of China,Taiyuan030051,China；2.Suzhou Zhongsheng Nanotechnology Company,Suzhou215123,China)Abstract:Aiming at the miniaturization requirements of off-line bomb-borne data acquisition and storage equipment,an FPGA-based LVDS clockless high-speed data transmission system is designed.Without an external interface chip,the onboard clock is used to replace the differential clock,and only a pair of differential pins can complete a LVDS clockless data transmission.When there are many data interfaces in the system,the board volume can be greatly reduced.The problem of phase detector failure is solved by increasing the deserialization ratio of the FPGA internal SERDES and8B/10B encoding of the data,so to provide accurate phase information for the onboard clock to align the serial data and the analog clock.Finally,following the analog clock,the serial LVDS data is deserialized,so as to achieve the purpose of replacing the LVDS accompanying clock with the onboard clock, so as to achieve high-speed LVDS transmission based on FPGA without accompanying clock.Tests show that the system can work reliably and effectively,and has certain engineering practical value.Key words:FPGA；no clock transmission；LVDS；SERDES0引言常规弹药制导化改造试验过程中，事后回读弹载数据记录仪所记录的各种指令参数是测试反馈中重要的方式。
基于FPGA的LVDS高速数据通信卡设计
基于FPGA的LVDS高速数据通信卡设计时间：2012-05-23 09:18:04 来源：电子技术作者：宣栋，刘心惟南京航空航天大学摘要基于FPGA、PCI9054、SDRAM和DDS设计了用于某遥测信号模拟源的专用板卡。
PCI9054实现与上位机的数据交互，FPGA实现PCI本地接口转换、数据接收发送控制及DDS芯片的配置。
通过WDM驱动程序设计及MFC交互界面设计，最终实现了10～200 Mbit·s-1的LVDS数据接收及10～50 Mbit·s-1任意速率的LVDS数据发送。
关键词PCI9054；LVDS；DDS：FPGA某遥测信号模拟源是用于产生模拟信号处理器、遥测组件测试和交付测试的前端输入信号的专用设备。
该信号源生成各种类型的信号，输入给待测产品，测试时比对遥测信号模拟源生成的信号和其经过待测产品以后的信号，以判断产品的功能是否正常。
设计中的板卡为该遥测信号模拟源的组成部分，主要用于测试产品的LVDS总线协议的功能是否正常。
由于待测信号的特殊应用，要求板卡能够接收200 Mbit·s-1内的高速串行数据并能发送10～50 Mbit·s-1的任意速率LVDs数据。
因PCI总线速度高、兼容性好、可靠性高且成本低，使其在各种与主机通信的总线技术中优势明显。
FPGA资源丰富、速度快、开发方便快捷，因此在高速数据通信中应用广泛。
DDS频率合成技术通过频率控制字、相位控制字及参考时钟的控制来实现输出信号的调频调相，并且输出信号具有频率转换快、频率分辨率高和相位噪声低等优点。
综合上述特点，设计运用PCI9054实现PCI总线接口，FPGA实现数据接收发送控制及接口实现，DDS芯片AD9851产生任意LVDS数据发送时钟，最后使用MFC实现板卡的交互界面并对板卡实现测试。
1 硬件设计数据接收系统是将目标信号进行采集、处理并存储，形成计算机可以处理的数据格式，即包含信号输入单元、信号处理单元和信号输出单元。
fpga_lvds小结
注：由于个人能力有限，文档中可能存在不当之处，望大家注意，并及时指正（只做参考文档）。
Fpga_lvds小结一．FPGA中lvds信号使用时需要注意的部分事项1.CI和CII，没有Altera所谓的“true lvds buffer”。
无论TX还是RX方向，都需要接匹配的电阻网络。
TX方向，3个电阻；RX方向，一个100欧电阻；2.CIII，在芯片的right bank，left bank上，也就是1，2，5，6bank，设计了“dedicated output buffer”。
这样，输出就不需要做任何电阻网络匹配的工作了。
至于上下两边，3，4，7，8bank上，没有“dedicated output buffer”，如果要做输出使用，仍然需要像CI和CII上面一样，配上3个电阻的网络。
Altera将这种方式名为“emulated lvds output...”对于LVDS输入，无论哪个bank，都需要100欧姆电阻。
以上两点时pcb需要注意的事项；3.CIII分配管脚时，左右bank的LVDS差分信号在IO分配时选择IO标准为LVDS；上下bank的LVDS差分信号在IO分配时选择IO标准为LVDS_E_3R，LVDS_E_3R是Atlera 对于带3个电阻的LVDS输出的一种叫法。
对于时序要求不是太高的lvds信号可以直接与fpga中相应的输入输出lvds管脚相连接即可；对于互为差分信号的一对信号来说，使用时，我们只需要处理其中一条信号即可。
不同型号的器件lvds使用也不是完全相同的，fpga中lvds信号使用时需要参考具体的器件手册。
二．FPGA中针对LVDS信号处理的IP核简介对于高速的lvds信号，若不使用专用的IP核的话，可能无法满足数据，时钟之间的时序要求。
对于高速的lvds我们可以直接调用专用的ip完成数据之间的传输。
Manager管理器提供了针对LVDS信号处理的IP核，包括LVDS发送核（altlvds_tx）与LVDS接收核(altlvds_rx)。
基于FPGA的M-LVDS总线控制器设计
基于FPGA的M-LVDS总线控制器设计作者：黄赟潘雷丁辉来源：《数字技术与应用》2019年第06期摘要：針对传统总线无法同时满足不同节点间高速通信、实时通信、电气隔离、与故障隔离的问题，提出了基于M-LVDS总线的高速通信系统设计方案。
系统用M-LVDS总线取代了传统总线，用FPGA来实现M-LVDS总线控制器，可以实现节点的故障隔离。
关键词：FPGA：M-LVDS;高速通信中图分类号：TP334.7 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）06-0019-02M-LVDS总线能够实现多个节点之间高速并发通信，总线速率最大可以达到100Mbps，总线上节点之间电气隔离，而且每一个节点均采取措施进行错误检测，永久故障节点会被关闭，而不会影响其他节点的正常工作。
1 M-LVDS总线简介M-LVDS总线是一种支持多节点的差分总线，支持多个节点之间高速传输数据。
图1展示了M-LVDS总线的拓扑结构。
其中，各节点之间数据的传输采用双网的方式，双网的物理和功能都保持独立，各自采用重发机制，以保证数据有效性。
2 FPGA的功能描述在M-LVDS总线上每个节点都是一个独立的嵌入式板卡，板卡内部包括处理器、存储器和总线控制器等， M-LVDS总线控制器用FPGA实现，FPGA包含以下功能：（1）多主仲裁：FPGA对总线进行监听，只要总线空闲就可发起仲裁，仲裁通过就开始发送报文;（2）数据安全：FPGA内部采取措施进行错误检测、错误标定及错误自检;（3）故障隔离：FPGA能够把永久故障和短暂扰动区分开来。
永久故障的节点会被关闭;（4）报文控制：FPGA将信息均以固定报文格式发送;（5）信息路由：FPGA支持数据帧、维护帧和时钟帧。
3 FPGA的逻辑设计通过FPGA来实现M-LVDS总线控制器，FPGA内部包含了以下6个模块：（1）mlvds_regs寄存器子模块：该模块提供与CPU的接口，维护M-LVDS总线控制器中的可编程寄存器，包括：控制寄存器、状态寄存器、中断寄存器。
基于FPGA的单对复用LVDS发射端的设计
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方 向相 反 的 电 流分 别 在 传 输 线 路 上 传 送 。 电流 会 重 新 回流 到 双
绞线 内， 加上 电流 环 路 面 积 较小 ， 因此 产 生 较 小 的 电 磁 干 扰 。 另
图 ４ 并 串转 换 结 果
外 如 果 噪 声 是 以共 模 方 式 耦 合 到 两 根 导 线 中的 ，则 它 会 被 接 收
１ 设 计 原 理
２１１ 时 钟控 制 单 元 ．．
高速LVDS信号接收及基于FPGA的串并转换的设计
高速LVDS信号接收及基于FPGA的串并转换的设计作者：蒋红阳来源：《电子技术与软件工程》2016年第23期摘要主要介绍高速LVDS差分信号转单端信号接收模块的设计，通过TI 公司的SN65LVDS386芯片，接收差分信号并转换为单端信号，并基于FPGA实现串行数据转换为并行数据。
【关键词】LVDS信号接收 FPGA 串并转换1 引言随着信息技术的发展，数据量越来越大。
低压差分信号传输技术（Low Voltage Differential Signaling，LVDS）是一种满足当今高速数据传输应用的新型技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百兆bps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。
在后端需要CMOS数字信号或者其他单端信号时，需要将差分信号转换为单端信号，LVDS差分信号接收模块的设计非常重要，信号质量的接收直接影响整个系统的稳定性，因此需要设计可靠的信号接收电路将LVDS差分信号转换为单端信号。
FPGA（Field-Programmable Gate Array），即现场可编程阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。
它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
以VHDL等硬件描述语言所完成的电路设计，可以经过综合和布局，快速的烧写至FPGA上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。
系统设计师可以根据需要通过可编程的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，一个出厂后的成品FPGA逻辑块和连接可以按照设计者的意图而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。
在本文中通过FPGA编程，可以实现高速信号的串并转换。
2 工作原理2.1 LVDS接口简介LVDS接口又称RS-644总线接口，是20世纪90年代出现的一种数据传输和接口技术。
LVDS即低电压差分信号，该技术的核心是采用较低的电压摆幅高速差动传输数据，可实现点对点或一点对多点的连接，具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特点，在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的系统中得到了广泛应用。