В Virtex-5 по параллельному интерфейсу приходит 12 линий данных LVDS от шустрого АЦП с частотой 550Msps. HyperLynx рекомендует поставить дифференциальные согласующие резисторы 120 ом на каждый вход LVDS. В user guide на Virtex-5 говорится что в нём есть Digitally Controlled Impedance (DCI).Можно ли его использовать для интерфейса LVDS или нужно вешать внешние резисторы?

АЦП, надо полагать, какой-нибудь техас инструмент типа 5463. Я внешних резисторов не вешал. В ucf указал наличие терминирующих резисторов и все работало нормально. Правда растояние от АЦП до ПЛИС у меня не более 2 см.

Значит DCI здесь никаким боком?
У меня около 6см,не хотелось бы напороться.А не сможете показать пример строчки в ucf для включения резисторов?Я в Xilinx пока ещё новичёк

Нашёл у Xilinx референс проект для этого АЦП,буду разбираться.

Например, можно так INST <I/O_BUFFER_INSTANTIATION_NAME> DIFF_TERM = “TRUE”;
При таком расстоянии как у вас я бы рекомендовал все-таки развести резисторы (корпус 0402 много места не займет) около ПЛИС. Впоследствии их ведь можно и не ставить.

Спасибо.А внутренние терминаторы тогда для чего?Я так думаю они по 100ом?Внешние резисторы на всякий случай разведу.
А по DCI можете что то сказать?

Внутренние терминаторы для того, что DCI много статического тока жрет. Насколько хорошо внутренние терминаторы заменяют внешние резисторы можно легко узнать с помощью того же HyperLynx - насколько я помню и терминаторы, и DCI в IBIS Virtex-5 есть.

По моим изысканиям, если верить HyperLynx и Spice, внешние терминаторы надо ставить возле АЦП, как можно ближе. Дело в том, что внешние терминаторы возле FPGA будут стоять слишком далеко от конца линий, на которых, к тому же, висит "огромная" емкость около 10пф. Это приводит к низкой эффективности терминаторов. Со стороны же АЦП емкость на чипе гораздо меньше(около 2пф), и разместить резистор можно гораздо ближе к концу(вернее, началу) линии.

Абсолютное заблуждение. Терминатор LVDS толжен находится в конце (и только в конце) линии, то есть около нагрузки. Так как сигнал идет от АЦП в FPGA - FPGA является нагрузкой и терминаторы надо ставить около нее.

Есть,только как их включать в HL не нашёл.
Кстати,не подскажете что это значит:

Почему он отказался анализировать SI? Модели не подходят?
Вот описание выхода АЦП:


а вот модель FPGA:


Voltage Range почему-то разные,в этом может быть дело?

А насколько можно доверять этому?

В HL гемморно это делать - надо инстанциировать буфер и прописывать его свойства. В UCF гораздо проще, тут уже писали как. Что же касается SI - у вас видимо DC атрибут у какой-то модели неправильно стоит.

Спасибо.Тёмное это дело,особенно когда первый раз идёшь по этой дорожке(HL)....

Чтобы их подключить нужно чтобы в ИБИСЕ был раздел [Diff Pin] и описание модели резистора. И чтобы названия пинов в плате и ИБИСЕ совпадали.
Проще всего сделать так:
1. генеришь в ИСЕ ИБИС файл. Там будут правильные имена пинов и сигналов, но не будет раздела [Diff Pin]. Это косяк ИСЕ.
2. руками добавляешь в него разделы [Diff Pin], [Series Pin Mapping], и модель резистора которые можно взять на сайте.

Вот пример



Я в ИСЕ 10.3 делал. В более поздних не проверял, может они научились правильные файлы генерить.

Спасибо!Первый вопрос - что такое ИСЕ?
2).Как то всё это через (|)...
Неужели флажок в HL нельзя было сделать,ведь эта функция включаемая пользователем.

А,это Вы так ISE обозвали

Какой флажок? Не понял.
То что через ж, это же косяк ксалинкса. Если HL подсунуть правильный ибис-файл то он сразу диф.пару выделяет.
Кстати нужно не забыть в HL отрицательный вывод как инверсный задать. А в скопе можно добавить диф.пробник.

Спасибо,а по этому не подскажете?

К сожалению не подскажу. Кроссталки никогда не анализировал.

Грустно.Я попробовал растащить пары для уменьшения кроссталка до 150мв, получается нужно не менее 15мм.Чушь какая-то...
Смотрю вот на плату от Texas с такими АЦП - у них по 0,5мм зазоры между парами,и не боятся никаких кроссталков.
Плюнуть на это дело,что ли и не париться?

Вот именно что чушь у вас в HL. Всё нормально работает со встроенными в ПЛИС 100ом резисторами. Главное волновое сопротивление дифф.пар правильно расчитать и разрывов в плейнах под ними не делать. Зазоры от соседних дифф.пар делать надо, но не сильно большими (я обычно стараюсь делать не меньше 2*ширину дифф.пары.).

Например, у нас без всяких внешних резисторов нормально работает 3ГГц АЦП от National Semiconductor ADC083000, подключенное к Virtex6 на отладочной плате ML605 через разъём. Длина дифф.пар при этом порядка 15-17 сантиметров + прохождение через разъём.

А 550МГц Техас, в ДДР режиме, на небольшом расстоянии - это семечки

Спасибо!
Я привык доверять инструментам с которыми работаю.Если это кусачки - то я уверен что при необходимости смогу ими откусить то что нужно,если это матлаб - то я уверен что на 2*2 он всегда ответит 4.Получается что к HL нужно относиться как к игрушке и не более того. А волновые сопротивления пар он правильно считает?Хоть здесь ему доверять можно?

p.s. А данные чем принимали?Serdes?

Тут есть нюанс - терминатор действительно обязан находится в конце линии, если к ней подключены дополнительные приемники где-нибудь в середине, в противном случае эти приемники увидят интерференцию между прямым и отраженным от нетерминированного конца линии сигналами. Однако если приемник только один на конце линии, интерференции там не будет, и можно установить терминатор в начале линии.

Ему доверять можно везде (Spice конечно точнее, но HyperLynx тоже в разы не ошибается). Если вы получили непредсказуемый результат - ищите ошибку в настройках.


Вы развиваете старое заблуждение с помощью нового: в линии LVDS никаких дополнительных приемников где-нибудь в середине быть не может - это интерфейс точка-точка (за исключением вариации BLVDS, которая на практике не употребляется). Возьмите наконец HyperLynx, соберите в Cell простейшую схему с LVDS и посмотрите своими глазами (если мне не верите) что будет если терминатор в начало линии поставить - он будет шунтировать линию фактически.

Спасибо,именно такой категоричный ответ я и хотел получить.Значит будем разбираться дальше.

Вот простейший пример для ltspice4:Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Сигналы в точках o0 и o1 идентичны, как и следовало ожидать.

Он у вас слишком простейший: поставьте туда реальные IBIS модели да прогоните мегагерц на 300 хотя бы осцилятором, не говоря уже о PRBS. А то нарисовали сферического коня в вакууме и хвастаетесь своей эрудицией.

А нагрузка где?

Там специально без нагрузки, чтобы показать принципиальную возможность включения терминатора в начало линии. С нагрузкой еще интереснее:
зеленая - терминатор со стороны FPGA, синяя - со стороны АЦП. То есть терминатор со стороны слабо нагруженного конца работает значительно лучше, почти идеально, неровность в основном из-за не совсем точной линии(технологическая погрешность 20% ).
2p-15n-7p - это ибисовский эквивалент нагрузки для FPGA ECP2M в большом корпусе(насчет Виртексов не знаю, думаю, там не сильно лучше).

А чего это у вас там 70 Вольт по оси Y ? Сгореть чего-нить может

Вообще LVDS рассчитан на 100-омную нагрузку (50Ом на одну линию),
а вы ему 25Ом на одну линию подсовываете, которые получаются параллельным включением 50-омного резистора вблизи передатчика и 50-омным входным сопротивлением линии - на практике такое может и не заработать - размах напряжения будет недостаточен для приёмника.

А вообще подход у вас в корне неправильный - вы делаете неидеальный приёмник с большой индуктивностью в 15нГн и емкостями в 5 и 7 пФ. В результате у вас сигнал от него отражается и приходит к почти идеальному передатчику (2пФ ёмкость), где типа всё согласовано и отражений нет - поэтому получается всё хорошо. Вот если передатчику тоже добавить неидеальности (такую же индуктивность и ёмкость пририсовать как и приёмнику - корпус у передатчика есть) то будет тоже всё хреново.
Плюс ещё не известно как неидеальный источник тока будет реагировать на отражения которые к нему приходят.

Собрал проект в ISE,включил терминаторы,сгенерил ибис-файл,в нём видно что резисторы подключились:

А в отсчёте HL на некоторых парах стоят терминаторы,а на некоторых их нет:



Что ещё нужно подкрутить,коллеги?

А вы промоделируйте, может они на самом деле подключились. Однако я не пробовал брать IBIS из ISE - брал стандартный, выбирал оттуда пины с терминатором и моделил, так как обычно это делалось до того, как была готова прошивка.

Да я тоже не весь проект собрал,только нужные интерфейсы.
В осциллографе вроде сигнал терминирован,иначе бы не прогнал по паре 550МГц.Оцените опытным глазом картинку.
И в тоже время Terminator Wizard сообщает что никакого терминирования нет,хотя если разрешить ему добавить терминатор - картинка практически не меняется.Дела...
А нет ли у Вас куска ибис-файла для виртекса с включением терминирующих резисторов?Может ISE как-то криво их описывает?

А вот глазковая диаграмма,что-то совсем не нравится...

Глазка что-то да, нету. Сделайте два глазка - будет лучше видно, а так у вас пересечение фронтов посередине, а не глазок. А со скоростью не перепутали, вам надо именно 550МГц (1100 мегабод)?

Вот три глазка.
Вообще-то тактовая у меня будет 275МГц,но с DDR,вот я посчитал что изменение данных с частотой 550Мгц должно быть.Видимо HL это сам учитывает,если указывает в PRBS bit rate 0,55Gbps при тактовой 275МГц?Тогда откуда он знает у меня DDR???В ибисе на АЦП ведь это не указывается7

Спасибо!
А в вашем ибисе всего одна пара терминирована видимо для примера,в остальном всё сходится с айсовским.

Все вроде правильно с частотами, глазок чуть менее двух нан. Но звенит аццки - работать не будет. Присылайте HL проект, если не разберетесь сами.

Сорри,со слепу отправил глазок у АЦП,вот глазок у FPGA.
Спасибо!Пока ещё пободаюсь,не выйдет тогда в личку напишу.
Мне сейчас не столько плату проверить нужно,как научиться дружить с HL
Следующий этап - АЦП 12р и с 3,6Gsps

Тоже не здорово, хоть и выглядит лучше. Но сторону АЦП тоже надо всегда смотреть - высокочастотный звон там может помехи дать, в правильно спроектированной линии его быть не должно.

Тут видимо нужно геометрию пары менять,выходное у АЦП около 40 ом, а входное у FPGA - 100ом. Как в таком случае быть?Наверно лучше не трогать внутренние терминаторы FPGA,поставить внешние и делать всю пару под 40 ом.Как вы думаете?

Нет. 40 ом - это он скорее всего говорит не дифференциальное сопротивление. Пара должна быть 100 ом (дифф) и соткой же нагружена. Косяк в другом месте почти наверняка.

проект HL выложите. Вы boardsim или linesim смотрите?

Boardsim.
Обратите внимание на строчку Driver impedance.
Чуть позже выложу,меня сдёрнули на другую задачу

Driver impedance абсолютно не смущает. А вот то, что у него transition time 8.5 ns говорит о том что с моделью что-то не то. Ну и 11 сантиметров линия - это вы конечно постарались, я бы попробовал ее покороче сделать хотя бы вдвое.

Взгляните опытным глазом,как теперь глазок?

Отличный. Теперь введите реальный джиттер и длинный PRBS.

Вот длина prbs 7(было 5) и джиттер гаусс 50пс.Только пара другая.

Судя по рисункам явный прогресс.
У вас волновое сопротивление линии не 100 ом. Надо стекап править (ширину\зазор дорожек). Надо учитывать что толщина меди в верхнем слое больше на микрон эдак 20 за счет металлизации. Маска тоже несколько влияет на волновое сопротивление, надо ее внести в стекап. Эпсилон в районе 3,5-4. Зачем вы скоростные линии в верхнем слое ведете? Внутренние слои изготавливаются точнее и волновое сопротивление соответственно точнее получается.

Спасибо!
Да,я уже пересчитал геометрию и отдал на переразводку.Заодно перенесу пары в третий слой(под первым плейном).


Если не возражаете,давайте вернёмся к этому вопросу(по поводу ибис).
1).Я Вам выслал свой ибис из ISE,Вы пробовали плату с откорректированным рефдесом посмотреть со своим ибисом?Можете что нибудь сказать о " transition time 8.5 ns"?
2).Вы писали:

Как узнать из модели подключены терминаторы или нет?Как их подключить/отключить в случае необходимости?

Рефдес был кривой у Virtex, и я его не смотрел, раз у вас все пошло. Что касается фронта у АЦП в 8.5 нан - непонятный косяк, но работает-то нормально - поэтому наверное можно забить. Понять подключился терминатор или нет легко по результатам: без терминатора все было очень криво, а теперь - нормально. Подключать в модели Virtex терминаторы выбором стандарта: LVDS25 - без терминаторов, LVDS25_DT - с пассивными терминаторами, LVDS25_DCI - c активными терминаторами.

Как же нет терминатора, когда есть, вот на картинке обведен красным. Когда его нет HL не дает диф.пару выделить.
А что за косяк с рефдесом? Не заметил.

А это ибис автоматически сгенерирован или еще что руками правили? В какой версии генерили?

Ясно,спасибо.

Это очевидно,просто я думал есть какой-то способ узнать его в HL,ведь визард-терминатор его не видит.

Спасибо!Кстати в файле virt.ibs все слова LVDS_25_DT закомментированы.


Вот это и меня в ступор поставило...
DmitryR попробовал подключить свой ибис,не пошло,думаю потому что рефдес у Virtex начинается с цифры.

Да,автоматически,ничего не правил. ISE 11.1

Это линейная модель для анализа формы сигнала и абсолютное значение амплитуды не имеет значения.


Данное замечание справедливо, если импеданс LVDS передатчика существенно ниже, скажем, 1кОм, это явно не наш случай.

Свою плату я проверял BoardSim-ом, там сигнал не сильно отличался, упрощения в приведенной модели несущественны. Или кто-нибудь хочет, чтобы я приаттачил всю борду в 70 тысяч сегментов и IBIS FPGA на 20Мбайт?. И, самое главное, моя конфигурация уже успешно запущена на железке и сигнал на такой линии хороший, там 100Мгц SDR, LTC2217 и ECP2M50, линия 7 сантиметров.
Корпус АЦП значительно меньше по размерам, поэтому его паразитные компоненты тоже существенно меньше.
На практике источник тока реагирует на отражения нормально, он под это заточен, вероятно, к тому же там сопротивление канала mosfet должно быть выше 100 ом, он при всем желании не сможет сильно испортить сигнал.