Xilinx FPGA的FMC介绍

本文主要介绍Xilinx FPGA的FMC接口。

Xilinx FPGA的FMC是FPGA Mezzanine Card的简称。FMC分为处理引擎（载卡）和I/O引擎（FMC模块）两大部分。载卡和模块之间通过连接器连接（Samtec的），载卡上的连接器通常使用母座（female），模块上的连接器通常使用公座（male），设计人员可以重复利用单个载卡（包括一个或多个FPGA以及适当数量和类型的FMC连接器和板）作为多种不同市场和应用的基础。同时，借助性能更高、功能更强的新型FPGA产品，设计人员能在确保与现有FMC模块全面兼容的同时轻松升级到新载卡。

FMC标准定义了单宽度（69mm*76.5mm）和双宽度（139mm*76.5mm）两种尺寸。单宽度模块支持到载卡的单个连接器。双宽度模块主要面向需要更高带宽、更大前面板空间或较大PCB面积的应用，支持多达两个连接器。FMC标准提供两种尺寸，能够更加灵活地根据空间、I/O要求或者这两者的要求对板进行精心优化。

选定尺寸之后，板设计人员就要在两种不同连接器间做出选择，以用作FMC标准到载卡上FPGA的接口：一种是具有160个引脚的低引脚数（LPC：Low Pin Count Connector with 160pins）连接器，另一种则是具有400个引脚的高引脚数（HPC：High Pin Count Connector with 400pins）连接器。这两种连接器均支持高达2Gb/s的单端和差分信号传输速率，且到FPGA串行连接器的信号传输速率高达10Gb/s。

除了68个用户定义的单端信号或者34个用户定义的差分对外，LPC连接器还提供了1个串行收发器对、时钟、JTAG接口和1个作为基础智能平台管理接口（IPMI）命令可选支持的I2C接口。而HPC连接器则提供了160个用户定义的单端信号或者80个用户定义的差分对、10个串行收发器对以及更多时钟。

HPC和LPC连接器都使用相同的机械式连接器，唯一的差别在于实际上移植哪些信号，因此采用LPC连接器的卡也能插入HPC处，而且只要适当设计，HPC卡在插入LPC处时还能提供诸多派生功能。

详细的规格可以参考相关标准：

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

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

以上就是针对FMC的简单介绍，详细可以参考相关标准。