LVDS用法:LVDS RX 时钟选择 LVDS的PLL的复位信号的处理

这里以钛金的LVDS为例。

LVDS RX 时钟选择

LVDS时钟的接收要连接名字为GPIOx_P_y_PLLINz名字的差分对，这样的管脚直接驱动PLL，产生LVDS接收需要的fast_clk和slow_clk,这种主要是用于数据和时钟的速率不是1：1,比如大家常见的1：7，1：8和1：10等，这时就要使用串化/解串器；如果时钟和数据的速率比是1：1并且速率不高，也可以考虑用GCLK走时钟来采集数据。

以Ti60F225为例，它共有4个PLL，分别为PLL_BL,PLL_BR,PLL_TR和PLL_TL4个PLL，在要求解串器的情况下，最大只能接收4组LVDS，这是在不考虑PLL作为别的用途的前提下的。

LVDS的PLL的复位信号的处理

有些时候LVDS并不是连续的，这就要对PLL进行复位处理。在处理方式上我们可以检测PLL_LOCKED信号是否锁定，如果隔一段时间没有锁定就对PLL进行一次复位。然后再循环检测锁定信号和复位的过程，直到PLL_LOCKED信号为高。目前遇到一些LVDS接收异常的问题很多是通过这样的方式来解决的。这是为了排除PLL假锁的情况。

interface设置

（1）rx clock设置

Enable Common Mode Driver:当使用交流耦合时。要勾选Enable Common Mode Driver。

（2） data 设置

Enable Deserialization使能解串因子，Enable Half Rate Deseralization:是指双沿采样 。在带有解串器的设置中要指定解串时钟和并行的时钟。对于发送设置也是大致相同的，只不过要指定的是串化因子。

（3）发送时钟的设置

发送时钟不同于接收时钟，发送与数据的设置比较相近。把发送时钟按如下设置。

 

assign  lvds_tx_clk_TX_DATA = 8'hAA;

 

经过串化之后，时钟波形就变成了如下的样子。如果发送的数据是8'hF0时钟又会是什么样子呢？大家可以自己思考下。

当然LVDS输出时钟选择serial data output 如果设置为clk输出，时钟速率最大为数据速率的1/8.具体使用可以先试试。

信号控制

对于数据一般不会出错，大家可能会忘记的是设置使能和复位。注意使能和复位都是高有效。所以正常运行时要把使能设置为高，复位设置为低。

 

assign  lvds_rx_clk_RX_ENA = 1'b1;assign  lvds_rx_d0_RX_ENA = 1'b1;assign  lvds_rx_d1_RX_ENA = 1'b1;  assign  lvds_rx_d2_RX_ENA = 1'b1;assign  lvds_rx_d3_RX_ENA = 1'b1;assign  lvds_rx_d0_RX_RST = 1'b0;assign  lvds_rx_d1_RX_RST = 1'b0;    assign  lvds_rx_d2_RX_RST = 1'b0;assign  lvds_rx_d3_RX_RST = 1'b0;

assign  lvds_tx_d0_TX_RST = 1'b0;assign  lvds_tx_d1_TX_RST = 1'b0;    assign  lvds_tx_d2_TX_RST = 1'b0;assign  lvds_tx_d3_TX_RST = 1'b0;assign  lvds_tx_d0_TX_OE  = 1'b1;assign  lvds_tx_d1_TX_OE  = 1'b1;assign  lvds_tx_d2_TX_OE  = 1'b1;assign  lvds_tx_d3_TX_OE  = 1'b1;

 

PLL的设置

接收的fast_clk是否要移相，由源端时钟与数据的相位关系来决定，如果源是边沿对应，fast_clk可以移相90或者135；如果是中心对齐，则可以设置相位为0或者为45。

发送数据如果与时钟有相位差，比如中心，那边需要产生三个时钟，fast_tx_clk_c,fast_tx_clk_d及slow_tx_clk.fast_tx_clk_c用于时钟的fast_clk，为90度,而fast_tx_clk_d为0度，用于数据的fast_clk.

当然大家也可以根据产生的波形或者数据的延时进行适当的调整。

串化/解串数据的排列

如下图所示，发送时LSB先发送，当然接收也是LVDS先接收。

在帮助客户调试HDMI的时候发现，LVDS不能够进行动态调节相位。解决方案是：

（1）在工程目录下建议pt_rule.ini文件；

（2）在文件中输入想要开放权限的rule，以下图为例，报错的Rule是lvds_rule_rx_clock。效果如下。

约束添加

需要再次强调的是，Result --> interface --> xx.pt.sdc文件中会有相关的约束模板；我们可以复制该文件到工程目录下，根据实际需要进行调整

里面关于LVDS的约束部分如下，大家可以自己打开仔细查看

并添加到Project -->Constraint下。

Trion的LVDS也有相似的操作，这里先只给出一些注意事项，如果需要补充会再次更新。

1. 如果需要在LVDS IO里差分信号同单端信号混用，须最少隔开2对差分IO；例如：使用RXP09/RXN09就不能使用RX07/08/10/11作为差分信号

2. 关于LVDS设备间的互连，要求LVDS RX端的 Vid，Vicm 与LVDS TX端的Vod，Vocm电平标准匹配即可互连

3、LVDS RX源同步时钟管脚只能通过GPIOx_RXP/Ny_CLKP/Nz经对应PLL输入。

4、每一个LVDS Bank中的IO用作单端输出，不能超过14个，引起同步开关噪声(SSN)风险，输入没有限制

T20的GPIOB_CLKN0/GPIOB_CLKP0，用做LVDS时只能作为LVDS RX时钟直接进入锁相环，不能进入内部逻辑

Trion LVDS常用经验

（1）post-divider要修改成2，反馈时钟用slow_clock.

（2）客户测试LVDS发送时钟lvds输出改3pf，数据改10pf,暂时没问题。后续生产小批量看下一致性

（3）添加LVDS约束

现象:(1)pll锁不定，时钟路径由FPGA给出到sensor，再由sensor的LVDS给到FPGA进入pll；

（2）把VCC电压从1.2V抬到1.25V可以解决一部分问题；

（3）常温下FPGA PLL不能锁定，但是如果用风枪加热一下到40度左右PLL就能锁定；

（4）客户第一次做了10多块板不存在该问题，第二次做了100块，有10块左右出现了上面的PLL锁不定问题。

（5）该现象会跟随芯片走。

解决思路：

（1）目前已经确认客户都没有控制LVDS接收PLL的复位，目前要求客户在PLL参考时钟稳定之后再重新复位一下再重新锁定。