Всем добрый день.
Буду использую ПЛИС в большом корпусе. Хотя используется очень мало пользовательских пинов. Как поступить с неиспользуемыми пинами (с точки зрения помехозащищенности и уменьшения шумов)?
1. неиспользуемые пины подключить к земле физически на плате? а в проекте их в 3-е состоение?
2. на плате их не разводить, а в проекте подключить к земле?
3. Какие еще варианты?

И как поступить с питанием неиспользуемых банков?

Заранее спасибо за ответы.

Если проект в будущем потребуется "нарастить", то лучше объявить входами, подтянуть внутренними резисторами к питанию, а сами выводы развести на площадки к которым можно будет подпаяться.

Для помехозащищенности и уменьшения шумов - у используемых банков пины пополам подключить к VCCIO и GND, и в проекте - тоже на VCC и GND в режиме максимального тока.

Неиспользуемые банки - все I/O на GND, и в проекте, и на плате, и режим тоже на максимальный ток. А питание подать такое, чтобы получились выходы с максимально возможным током.

Это верно для любых ИМС, выполненных по КМОП технологии, где можно сконфигурировать пин так, чтобы сделать дополнительный пин земли или питания I/O.

зависит от конкретной ПЛИС.
мне например часто приходится встречаться с такой рекомендацией для повышения помехоустойчивости - подключить неиспользуемые пины к GND, и в проекте задействовать их как drive low.

Т.е. на плате подключаю к земле. В проекте пин делаю на выход и и тоже подключаю к земле. Правильно? По-моему как-то криво типа выходной пин закорачиваю на землю. Или я ошибаюсь? Для справки ПЛИС Virtex6/

с первого взгляда это действительно может выглядеть криво.
но при таком включении внутренняя земляная шина микросхемы шунтируется на внешнюю (ту что на плате) сопротивлением канала выходного транзистора этого пина. Т.е. в параллель к честным "земляным" пинам и их сопротивлению.

фактически, здесь идёт борьба с "дребезгом земли" (ground bounce).

А здесь нет опасности, когда микросхема незапрограммирована?
Я точно не помню, но вроде как осциллограф высокий уровень показывает в незапрограммированном состоянии, а во время программирования ноги несколько раз туда сюда прыгают. Это у первого циклона так.

насколько мне склероз не изменяет, у первого циклона ноги по умолчанию в незапрограммированном состоянии сконфигурированы как "input with weak pull-up".

ну да, так и есть
http://www.altera.com/literature/hb/cyc/cyc_c5v1.pdf
страница 59

Правильно. Тем самым, через открытый полевой транзистор I/O ячейки, который превращается в очень низкоомный резистор, Вы соединяете внутреннюю шину земли с наружной, уменьшая сопротивление и индуктивность всего соединения земли кристалла с землей платы, и понижая там, внутри, на кристалле, шумы по земле. Тоже касается и пинов, подключенных к VCC, когда на них жестко выдана лог.1 - это уменьшает шумы на шинах питания внутри кристалла, и соотв., шумы от переключения на близлежащих I/O пинах. Это особо актуально рядом с терминированными высокочастотными линиями, навроде SSTL. Ничего кривого в этом нет.


Это ГЛЮКИ. Скорее всего, у Вас, ну, или у осциллографа

..если уважаемые, все ножки ПЛИС на землю сажаете, то как же вы блокировочные конденсаторы ставите под плисиной на каждую ножку питания банков и ядра, неужели используете типоразмер 0201 ?
Потому как 0402 при всех ножках с переходными на землю - уже не поставишь.

А откуда такое заблуждение про "каждую ножку"? Ставим, как и положено ставить, по расчету. Исходя из тока потребления, скоростей нарастания фронтов и допустимых пульсаций на шине питаний, ну и исключения потенциально возможных резонансных систем в разводке. Почитайте литературу на эту тему, например SPRU889 от TI, особенно в части 4.3.5, да и остальное полезно. Если нет доверия литературе, то помоделируйте, чтобы воочию увидеть, что от "каждоножек" никакого прока нет.

UPD:
Более того... Далеко не на каждой плате эти переходные сквозные, а слепыши, доходящие до какого-то внутреннего слоя. Там, вообще, эти "каждоножки" физически невозможны. Однако нормальной и качественной блокировке это никак не мешает

Интересно, а реальный эффект от такого подключения (часть на Vio, часть на GND) как-нибудь измерим? Перед тем как поверить потенциально опасной рекомендации, хотелось бы понять, возможна ли от этого реальная польза.
Во всех схемах, что попадались, неиспользованные IO пины были брошены, а банки запитаны соответственно рекомендациям. Разве что кроме высокоскоростных трансиверов, там действуют отдельные рекомендации (например, сажать входы на землю, плюс допускают не фильтровать питание неиспользуемых банков и т.д.).

Это только промоделировать можно, и не нам, а им - кто топологию кристалла разрабатывал, и кто может проанализировать влияние дополнительных "виртуальных" пинов VCC и GND на шум на шинах питания и земли кристалла.

Однако, сама альтера пишет в ее Knowledge base и форуме, всякое типа такого:
"Connecting the output driving ground to the ground plane is known as creating a virtual ground pin which will help minimize SSN and ground bounce effects."
"Having I/O pins connected to VCCIO and GND is fine, so long as you never drive those I/Os to a logic level that conflicts with the power rail you have connected it to."
А значит моделировали, и уверены, раз советуют.

Но, опять же, это есть смысл делать, когда рядом располагается куча скоростных сигналов, нагруженных на низкоомные или значительные емкостные нагрузки, и есть подозрение на то, что SSN там будет на грани допустимого (например я такое делаю, когда подключаю DDR/2/3 SDRAM, заводя лишние пины из этих банков на VCC/GND, и стараясь растянуть все сигналы по банку, не стаскивая их в кучу, чтобы выровнять токи в шинах питания кристалла ). А если ничего такого скоростного с большими токами нет, то и заморачиваться не стоит.

Дак написали же выше, что это просто подтяжка так себя проявляет. Так на многих МК и ПЛИС

Не назову сейчас точно семейство, но какое-то из "старичков" навроде MAX7000 или MAX3000, у которых при подключенных к физическому нулю и ошибочно в проекте назначенных выходом единички, возникала настолько серьёзная просадка питания, что JTAGом не удавалось перезалить прошивку.
Сам обычно сажаю "лишние" на GND.