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赛灵思 PL 和 PS IBIS 模型解码器

yolanda
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1 0 420
‎09-28-2020 02:22 PM

BY Sam Hendrix

注意：本论坛博客所有内容皆来源于Xilinx工程师，如需转载，请写明出处作者及赛灵思论坛链接并发邮件至cncrc@xilinx.com，未经Xilinx及著作权人许可，禁止用作商业用途 

赛灵思为 FPGA 和 MPSoC 器件中所有受支持的 I/O 标准提供了 I/O 缓存信息规范 (I/O Buffer Information Specification, IBIS) 模型。

本篇博文旨在提供有关如何为可编程逻辑 (PL) 和处理器系统 (PS) 多用途 I/O (MIO) 进行 IBIS 模型名称解码的指导信息。 

本文主要分 3 个部分。  

  1. PL I/O 标准
  2. PS MIO 标准
  3. PS DDR I/O 标准

在这 3 个章节中包含多个解码器表格，其中逐一细分罗列了模型名称的每个部分并提供了一些模型名称示例。

赛灵思 PL I/O 标准 IBIS 解码器

PL IBIS 解码器可用于为所有可编程逻辑 I/O 执行 PL IBIS 模型解码。  它适用于 Zynq MPSoC PL I/O。

表 1：PL IBIS 解码器

赛灵思 PL IBIS 模型设置

基本模型

BANK-TYPE_IOSTANDARD_SLEW_OUTPUT-IMPEDANCE*_INPUT-ODT_PRE-EMPHASIS
*OUTPUT-IMPEDANCE 或 OUTPUT-DRIVE-STRENGTH（视 IOSTANDARD 而定）

模型设置

选项 

相关文档

BANK-TYPE

HP、HR 和 HD

(UG571) 第 1 章“I/O 拼块 (Tile) 简介”

IOSTANDARD

请参阅对应 BANK-TYPE 受支持的 I/O 标准

HP 和 HR：(UG571) 第 1 章“受支持的 I/O 标准和终端”
HD：(UG571) 第 3 章“HD I/O 支持的标准”

SLEW

FAST、MEDIUM、SLOW

(UG571) 第 1 章“输出斜率属性”

OUTPUT-IMPEDANCE (Ohm)*

40、48、60 或 None

(UG571) 第 1 章“输出阻抗属性 (OUTPUT_IMPEDANCE)”

OUTPUT-STRENGTH (mA)*

4、8、12 或 16

(UG571) 第 1 章“输出驱动强度属性”

INPUT-ODT (Ohm)

40、48、60、120、240 或 None

(UG571) 第 1 章“片上端接 (ODT) 属性”

PRE-EMPHASIS

PE1600 或 PE2400

(UG571) 第 1 章“发射器预加重”

 

所有模型（LVDS 除外*）都将包含“bank 类型 (Bank Type)”、“I/O 标准 (IOStandard)”、“斜率 (Slew Rate)”和“输出阻抗/驱动强度 (Output Impedance/Drive Strength)”。

*LVDS 模型将包含“bank 类型 (Bank Type)”、“LVDS”、“I/O 标准 (IOStandard)”和“数字端接 (Digital Termination)”。 

内部 100-ohm 差分终端仅在以 1.8V (LVDS) 或 2.5V (LVDS_25) 加电的 bank 中可用。  请参阅 (UG571) v1.12 第 103 页以获取详细信息。

 

注：并非每个 IBIS 模型都包含所有模型设置。 

如果模型名称中不含某项设置，即表示此模型不支持该项设置。

 

表 2 和表 3 提供了适用于 DDR4 和 SelectIO 的 PL IBIS 模型示例。

表 2：PL DDR4 IBIS 模型

DDR4 IBIS 模型示例

信号名称

模型名称

模型设置

DQ、DQS、DM

HP_POD12_DCI_F_OUT40_IN40_PE2400

bank 类型：HP
I/O 标准：POD
bank 电压：1.2V
数控阻抗 (DCI)
斜率：Fast
输出阻抗：40 ohm
输入 ODT：40 Ohm
启用预加重

时钟、地址和命令

HP_SSTL12_DCI_F_OUT40

bank 类型：HP
I/O 标准：SSTL
bank 电压：1.2V
DCI
斜率：Fast
输出阻抗：40 ohm

 

*时钟和 DQS 为差分信号。  单端模型分配到每个分支。

差分信号在 IBIS 文件中的“[Diff Pin]”关键字下指定。

表 3：PL SelectIO IBIS 模型

SelectIO IBIS 模型示例

模型名称

模型设置

HP_SSTL18_I_DCI_M_OUT40_IN60

bank 类型 = HP
I/O 标准 = SSTL_I
bank 电压 = 1.8V
数控阻抗
斜率 = Fast
输出阻抗 = 40 ohm
输入 ODT = 60 Ohm

HP_LVCMOS15_M_4

bank 类型 = HP
I/O 标准 = LVCMOS
bank 电压 = 1.5V
斜率 = Medium
驱动强度 = 4mA

HP_HSTL_I_F_OUT40

bank 类型 = HP
I/O 标准 = HSTL_I
bank 电压 = 1.5V
斜率 = Fast
输出阻抗 = 40 ohm
* 此模型仅含输出，无 DCI

HP_LVDS_DT_I

bank 类型 = HP
I/O 标准 = LVDS
bank 电压 = 1.8V
差分终端

HD_SSTL135_II_S_IN50

bank 类型 = HD
I/O 标准 = SSTL_II
bank 电压 = 1.35V
斜率 = Slow
输入 ODT = 50 Ohm

 

赛灵思 Zynq MPSoC PS MIO IBIS 模型

Zynq MPSoC MIO 管脚支持 LVCMOS，可提供以下选项

  • 接口电压：1.8V、2.5V 或 3.3V
  • 驱动强度：2mA、4mA、8mA 或 12mA
  • 斜率：Slow 或 Fast

MIO IBIS 模型格式为 M0_PADH_02_F_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H。 

表 4 对每个 IBIS 模型的驱动设置进行了解释。     

表 4：PS MIO IBIS 模型

PS MIO IBIS 模型

M0_PADH_02_F_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 1.8V；驱动强度 = 2mA；斜率 = Fast

M3_PADH_02_S_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 1.8V；驱动强度 = 2mA；斜率 = Slow

M6_PADH_04_F_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 1.8V；驱动强度 = 4mA；斜率 = Fast

M9_PADH_04_S_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 1.8V；驱动强度 = 4mA；斜率 = Slow

M12_PADH_08_F_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 1.8V；驱动强度 = 8mA；斜率 = Fast

M15_PADH_08_S_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 1.8V；驱动强度 = 8mA；斜率 = Slow

M18_PADH_12_F_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 1.8V；驱动强度 = 12mA；斜率 = Fast

M21_PADH_12_S_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 1.8V；驱动强度 = 12mA；斜率 = Slow

M0_PADH_02_F_NA_PBIDIR_25_25_NT_DR_H

LVCMOS 2.5V；驱动强度 = 2mA；斜率 = Fast

M3_PADH_02_S_NA_PBIDIR_25_25_NT_DR_H

LVCMOS 2.5V；驱动强度 = 2mA；斜率 = Slow

M6_PADH_04_F_NA_PBIDIR_25_25_NT_DR_H

LVCMOS 2.5V；驱动强度 = 4mA；斜率 = Fast

M9_PADH_04_S_NA_PBIDIR_25_25_NT_DR_H

LVCMOS 2.5V；驱动强度 = 4mA；斜率 = Slow

M12_PADH_08_F_NA_PBIDIR_25_25_NT_DR_H

LVCMOS 2.5V；驱动强度 = 8mA；斜率 = Fast

M15_PADH_08_S_NA_PBIDIR_25_25_NT_DR_H

LVCMOS 2.5V；驱动强度 = 8mA；斜率 = Slow

M18_PADH_12_F_NA_PBIDIR_25_25_NT_DR_H

LVCMOS 2.5V；驱动强度 = 12mA；斜率 = Fast

M21_PADH_12_S_NA_PBIDIR_25_25_NT_DR_H

LVCMOS 2.5V；驱动强度 = 12mA；斜率 = Slow

M0_PADH_02_F_NA_PBIDIR_33_33_NT_DR_H

LVCMOS 3.3V；驱动强度 = 2mA；斜率 = Fast

M3_PADH_02_S_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 3.3V；驱动强度 = 2mA；斜率 = Slow

M6_PADH_04_F_NA_PBIDIR_33_33_NT_DR_H

LVCMOS 3.3V；驱动强度 = 4mA；斜率 = Fast

M9_PADH_04_S_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 3.3V；驱动强度 = 4mA；斜率 = Slow

M12_PADH_08_F_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 3.3V；驱动强度 = 8mA；斜率 = Fast

M15_PADH_08_S_NA_PBIDIR_18_18_NT_DR_H

LVCMOS 3.3V；驱动强度 = 8mA；斜率 = Slow

M18_PADH_12_F_NA_PBIDIR_33_33_NT_DR_H

LVCMOS 3.3V；驱动强度 = 12mA；斜率 = Fast

M21_PADH_12_S_NA_PBIDIR_33_33_NT_DR_H

LVCMOS 3.3V；驱动强度 = 12mA；斜率 = Slow

 

赛灵思 Zynq MPSoC PS DDR IBIS 模型

Zynq MPSoC PS DDR IBIS 信号与所有其它信号都不同。

表 5 显示了适用于 Zynq MPSoC PS DDR IBIS 模型的解码器。 

其中为每一种 DDR 内存类型的 IBIS 模型都提供了相应的示例。

表 5：PS DDR IBIS 解码器

Zynq PS DDR IBIS 解码器

基本模型

 DWC_D5MXY_Z_MS

X

I/O 类型

C

时钟、命令、控制和地址

P

数据、数据掩码

Q

数据选通

Y

内存技术

3

DDR3

3L

DDR3L

L3 

LPDDR3

4

DDR4

L4

LPDDR4

Z*

输出阻抗和/或输入端接
*输出和终端阻抗在 PS DDR 控制器上不可调。

xx

输出阻抗
xx = 34 ohms (DDR4)
xx = 40 ohms（DDR3、DDR3L、LPDDR3、LPDDR4）

ODTxx

输入端接
xx = 40 ohms（DDR3、DDR3L） 

xxODTyy

输出阻抗（含输入端接）
（DDR4、LPDDR3 和 LPDDR4）
xx = 34 ohms (DDR4)
xx = 40 ohms (LPDDR3)
xx = 80 ohms (LPDDR4)
yy = 40 ohms（DDR4 和 LPDDR4）
yy = 120 ohms (LPDDR3)

MS

模型选择器

 

DQ 和 DQS 模型支持“模型选择器 (Model Selector)”功能。  该功能以“_MS”后缀来表示。 
这将指引仿真器参阅 IBIS 文件中的 [Model Selector] 关键字。
[Model Selector] 关键字用于定义 ODT 行为。

 

表 6 到 10 提供了对应受支持的 PS DDR 技术的 Zynq PS DDR IBIS 示例。  

表 6：PS DDR3

DDR3

信号名称

模型名称

注释

PS_DDR3_CK_P/N (OUT)

DWC_D5MC3_40

 

PS_DDR3_A* (OUT)

DWC_D5MC3_40

适用于地址、命令和控制

PS_DDR3_DQ* (IN/OUT)

DWC_D5MP3_ODT_MS

请参阅模型选择器示例

PS_DDR3_DQS* (IN/OUT)

DWC_D5MQ3_ODT_MS

请参阅模型选择器示例

模型选择器示例

DWC_D5MP3_ODT_MS

DWC_D5MP3_40 或 DWC_D5MP3_ODT40

DWC_D5MQ3_ODT_MS

DWC_D5MQ3_40 或 DWC_D5MQ3_ODT40 

 

表 7：PS DDR3L

DDR3L

信号名称

模型名称

注释

PS_DDR3L_CK_P/N (OUT)

DWC_D5MC3L_40

 

PS_DDR3L_A* (OUT)

DWC_D5MC3L_40

适用于地址、命令和控制

PS_DDR3L_DQ* (IN/OUT)

DWC_D5MP3L_ODT_MS

请参阅模型选择器示例

PS_DDR3L_DQS* (IN/OUT)

DWC_D5MQ3L_ODT_MS

请参阅模型选择器示例

模型选择器示例

DWC_D5MP3L_ODT_MS

DWC_D5MP3L_40 或 DWC_D5MP3L_ODT40

DWC_D5MQ3L_ODT_MS

DWC_D5MQ3L_40 或 DWC_D5MQ3L_ODT40 

 

表 8：PS LPDDR3

LPDDR3

信号名称

模型名称

注释

PS_LPDDR3_CK_P/N (OUT)

DWC_D5MCL3_40

 

PS_LPDDR3_A* (OUT)

DWC_D5MCL3_40

适用于地址、命令和控制

PS_LPDDR3_DQ* (IN/OUT)

DWC_D5MPL3_40ODT_MS

请参阅模型选择器示例

PS_LPDDR3_DQS* (IN/OUT)

DWC_D5MQL3_40ODT_MS

请参阅模型选择器示例

模型选择器示例

DWC_D5MPL3_40ODT_MS

DWC_D5MPL3_40 或 DWC_D5MPL3_40ODT120

DWC_D5MQL3_40ODT_MS

DWC_D5MQL3_40 或 DWC_D5MQL3_40ODT120   

 

表 9：PS DDR4

DDR4

信号名称

模型名称

注释

PS_DDR4_CK_P/N (OUT)

DWC_D5MC4_34

 

PS_DDR4_A* (OUT)

DWC_D5MC4_34

适用于地址、命令和控制

PS_DDR4_DQ* (IN/OUT)

DWC_D5MP4_34ODT_MS

请参阅模型选择器示例

PS_DDR4_DQS* (IN/OUT)

DWC_D5MQ4_34ODT_MS

请参阅模型选择器示例

模型选择器示例

DWC_D5MP4_34ODT_MS

DWC_D5MP4_34 或 DWC_D5MP4_34ODT40 

DWC_D5MQ4_34ODT_MS

DWC_D5MP4_34 或 DWC_D5MP4_34ODT40 

 

表 10：PS LPDDR4

LPDDR4

信号名称

模型名称

注释

PS_LPDDR4_CK_P/N (OUT)

DWC_D5MCL4_40

 

PS_LPDDR4_A* (OUT)

DWC_D5MCL4_40

适用于地址、命令和控制

PS_LPDDR4_DQ* (IN/OUT)

DWC_D5MPL4_80ODT_MS

请参阅模型选择器示例

PS_LPDDR4_DQS* (IN/OUT)

DWC_D5MQL4_80ODT_MS

请参阅模型选择器示例

模型选择器示例

DWC_D5MPL4_80ODT_MS

DWC_D5MPL4_40 或 DWC_D5MPL4_80ODT40

DWC_D5MQL4_80ODT_MS

DWC_D5MQL4_40 或 DWC_D5MQL4_80ODT40

 

原文来源：Xilinx PL and PS IBIS Model Decoders