Xilinx FPGA的FMC介紹

本文主要介紹Xilinx FPGA的FMC接口。

Xilinx FPGA的FMC是FPGA Mezzanine Card的簡稱。FMC分為處理引擎（載卡）和I/O引擎（FMC模塊）兩大部分。載卡和模塊之間通過連接器連接（Samtec的），載卡上的連接器通常使用母座（female），模塊上的連接器通常使用公座（male），設計人員可以重復利用單個載卡（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。同時，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標準定義了單寬度（69mm*76.5mm）和雙寬度（139mm*76.5mm）兩種尺寸。單寬度模塊支持到載卡的單個連接器。雙寬度模塊主要面向需要更高帶寬、更大前面板空間或較大PCB面積的應用，支持多達兩個連接器。FMC標準提供兩種尺寸，能夠更加靈活地根據空間、I/O要求或者這兩者的要求對板進行精心優化。

選定尺寸之后，板設計人員就要在兩種不同連接器間做出選擇，以用作FMC標準到載卡上FPGA的接口：一種是具有160個引腳的低引腳數（LPC：Low Pin Count Connector with 160pins）連接器，另一種則是具有400個引腳的高引腳數（HPC：High Pin Count Connector with 400pins）連接器。這兩種連接器均支持高達2Gb/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10Gb/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。

詳細的規格可以參考相關標準：

ANSI/VITA 57.1 - Revised2019 FMC： FPGA Mezzanine Cards Base Standard

ANSI/VITA 57.4 - Revised2018 FMC+： FPGA Mezzanine Cards Base Standard - Next Generation

以上就是針對FMC的簡單介紹，詳細可以參考相關標準。