(文章來源:百家號)
FMC ( FPGA Mezzanine Card ) FPGA中間層板卡,整個FMC模塊由子板模塊、載卡兩部分構成。子板模塊和載卡之間由連接器連接,子板模塊上連接器使用公座(male),載卡上連接器使用母座(female)。載卡連接器引腳與具有可配置IO資源的芯片例如FPGA引腳通過PCB設計連接在一起;子板模塊上連接器引腳與IO接口也是通過PCB設計連接起來。子板PCB上可以設計不同的IO接口實現不同的功能,這樣,同一個載卡可以通過子板的設計實現不同的擴展功能,使芯片的應用更加靈活。
FPGA 夾層卡 (FMC) 標準旨在為基礎板(載卡)上的 FPGA 提供標準的夾層卡尺寸、連接器和模塊接口。I/O 接口與 FPGA 分離,不僅簡化了 I/O 接口模塊設計,同時還能最大化載卡的重復使用率。支持高達 10 Gb/s 的信號傳輸速率,夾層卡和載卡之間潛在總帶寬達 40 Gb/s。不管是采用定制的內部板設計還是商用成品 (COTS) 夾層卡或載卡,FMC 標準有助于將現有的 FPGA / 載卡設計重新用到新的 I/O 上,而這只需更換 FMC 模塊并對 FPGA 設計略作調整即可。
FMC 標準的出現將板設計進行了模塊化,分為處理引擎(載卡)和 I/O 引擎(FMC 模塊)兩大部分。設計人員現在能重復利用單個載卡(包括一個或多個FPGA 以及適當數量和類型的 FMC 連接器和板)作為多種不同市場和應用的基礎。此外,借助性能更高、功能更強的新型 FPGA 產品,設計人員能在確保與現有 FMC 模塊全面兼容的同時輕松升級到新載卡。
FMC 標準到載卡上 FPGA 的接口有兩種一種是具有 160 個引腳的低引腳數 (LPC) 連接器,另一種則是具有 400 個引腳的高引腳數 (HPC) 連接器。這兩種連接器均支持高達 2 Gb/s 的單端和差分信號傳輸速率,且到 FPGA 串行連接器的信號傳輸速率高達 10 Gb/s。
除了 68 個用戶定義的單端信號或者 34 個用戶定義的差分對外,LPC 連接器還提供了 1 個串行收發器對、時鐘、JTAG 接口和 1 個作為基礎智能平臺管理接口 (IPMI) 命令可選支持的 I2C 接口。而 HPC 連接器則提供了 160 個用戶定義的單端信號(或者 80 個用戶定義的差分對)、10 個串行收發器對以及更多時鐘。HPC 和 LPC 連接器都使用相同的機械式連接器,唯一的差別在于實際上移植哪些信號,因此采用 LPC 連接器的卡也能插入 HPC 處,而且只要適當設計,HPC 卡在插入 LPC 處時還能提供諸多派生功能。
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