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Forum: FPGA, VHDL & Co. Bankspannung FPGA und Eingangspegel


Autor: Carsten (Gast)
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Hallo,
ich habe ein FPGA-Board, bei dem an jeder Bank des FPGA's 2,5V liegen. 
Suche ich mir jetzt ein Pin aus, welcher als Ausgang definiert wird, 
dann habe ich einen High-Pegel von 2,5V. Doch wie verhält sich die 
Sache, wenn der Pin als Eingang deklariert wird. Ich würde gern an den 
Pin als Eingangspegel 3,3V gür High legen. Ist dies möglich oder kommt 
es dabei zu Problemen?


Besten Dank,

Carsten

Autor: guest (Gast)
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Das ist im Datenblatt sehr genau beschrieben. Meiner Erfahrung nach geht 
dein Vorhaben nicht.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Carsten (Gast)

>Pin als Eingangspegel 3,3V gür High legen. Ist dies möglich oder kommt
>es dabei zu Problemen?

HIGH ist immer ein Breich, keine einzelne Spannung.

TTL: >2V
CMOS: >60%*VCC

Wenn du nun ein Pin einer IO-Bank mit 2,5V als Eingang und LVCMOS 
konfigurierst, dann liegt die Schaltschwelle bei ca. 1,25V, HIGH wird 
sicher ab 1,5V erkannt. Damit könnte ein 3,3V Ausgang HIGH sicher 
treiben. Bleibt aber noch das Problem, dass ein 2,5V Eingang mit 3,3V 
überfahren wird. Hier muss ein Serienwiderstand zur Strombegrnezung her. 
Das ist dann ein 3,3 aud 2,5V Pegelwandler.

MFG
Falk

Autor: Roger Steiner (edge)
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Wenn es sich um ein aktuelles Altera FPGA handelt, dann ist das kein 
Problem und man kann sich Pegelwandler und Serienwiderstaende schenken.

Cheers, Roger

Autor: Carsten (Gast)
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Es handelt sich um das Cyclone III Eval-Board. Das wäre echt toll wenn 
man die Pegelwandler hier weglassen könnte. Das war auch der Anstoß 
meines Eintrages.
Bin mir eben nur unsicher.

Autor: Roger Steiner (edge)
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Bei einem CycloneIII musst du bei 3.3V aufpassen dass du VCCIO und I/O 
standard deines Signals richtig spezifizierst, damit es dann an dem 
Eingang eine PCI clamping diode hat.

Desweiteren muss das Signal sauber Terminiert sein, so dass sich die 
over/undershoots in Grenzen halten (es gibt eine App Note dazu).

Da die clamping diodes nur im konfigurierten Zustand des CycloneIII 
greifen, solltest du wohl die 3.3V nur dann anlegen, wenn das FPGA auch 
konfiguriert ist.

Cheers, Roger

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Roger Steiner (edge)

>Da die clamping diodes nur im konfigurierten Zustand des CycloneIII
>greifen, solltest du wohl die 3.3V nur dann anlegen, wenn das FPGA auch
>konfiguriert ist.

Ich glaube eher, dass der OP KEINE Clamping Diode haben will, damit er 
eben 3,3V an einen2,5V versorgtes IO anlegen kann!

MFG
Falk

Autor: Roger Steiner (edge)
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> Ich glaube eher, dass der OP KEINE Clamping Diode haben will, damit er
> eben 3,3V an einen2,5V versorgtes IO anlegen kann!

schau dir das CycloneIII Datenblatt an.

Cheers, Roger

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Roger Steiner (edge)

>> Ich glaube eher, dass der OP KEINE Clamping Diode haben will, damit er
>> eben 3,3V an einen2,5V versorgtes IO anlegen kann!

>schau dir das CycloneIII Datenblatt an.

Ja, eben! Dort ist die Clamp Diode drin, optional zuschaltbar. Was der 
OP aber hier gerade NICHT will/gebrauchen kann. Aber wie zu sehen ist, 
ist es problemlos möglich, an ein 2,5V LVCMOS IO-Pin 3,3V anzulegen, 
siehe Tabelle 7-5 "I/O Standards".

http://www.altera.com/literature/hb/cyc3/cyc3_ciii5v1_02.pdf

MFG
Falk

Autor: Roger Steiner (edge)
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> Aber wie zu sehen ist,
> ist es problemlos möglich, an ein 2,5V LVCMOS IO-Pin 3,3V anzulegen,
> siehe Tabelle 7-5 "I/O Standards".

Fussnoten lesen ist nicht deine Staerke?
Vielleicht ist es in Tabelle 7-8 fuer dich Verstaendlicher erklaert.

Cheers, Roger

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Roger Steiner (edge)

>Fussnoten lesen ist nicht deine Staerke?

Wieso, zu 2.5V VCCIO gibts in der Tabelle keine Fussnote.

>Vielleicht ist es in Tabelle 7-8 fuer dich Verstaendlicher erklaert.

Warum verständlicher? Mir ist das Problem sowie die spezielle Lösung 
klar.
Man kann bei Cyclone-III an ein IO-Pin bei 2,5V VCCIO eine 3,3V Signal 
anlegen, ohne extra Pegelwandler, WENN man die Clamp-Diode explizit 
ausschaltet.

MFG
Falk

Autor: Roger Steiner (edge)
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>>Fussnoten lesen ist nicht deine Staerke?
>
> Wieso, zu 2.5V VCCIO gibts in der Tabelle keine Fussnote.

Tabelle 7-5. Finger [1] auf I/O Standard, runterfahren bis 3.3V LVCMOS. 
Mit dem Finger etwas nach rechts Fahren und dann offenbart sich ein 
"(1)".
Nun mit der Erkenntnis dass es eine Fussnote 1 gibt ans Ende der Tabelle 
- erste Stolperstelle, Tabelle endet auf der naechsten Seite - die (1) 
kann man natuerlich auch anclicken.
Anyways, um dir den Umstand zu ersparen, hier der Satz auss der 
Fussnote:
The PCI-clamp diode needs to be enabled for 3.3-V/3.0-V LVTTL/LVCMOS.

>>Vielleicht ist es in Tabelle 7-8 fuer dich Verstaendlicher erklaert.
>
> Warum verständlicher? Mir ist das Problem sowie die spezielle Lösung
> klar.

Nochmals Finger auf Vccio, runterfahren bis 2.5V, nun mit dem Finger 
nach rechts Fahren bis "Input Signal 3.3V". Dort hats ein checkmark, gut 
also moeglich, aber mit Fussnote (3). Und was steht da?

Genau:
The PCI clamping diode is enabled by default in the Quartus II software for input signals with VCCIO at 2.5 V, 3.0 V,
or 3.3 V. The designer is responsible for managing overshoot/undershoot to stay within the absolute maximum
ratings and recommended operating conditions provided in the Cyclone III Device Datasheet: DC and Switching
Characteristics chapter in volume 2 of the Cyclone III Device Handbook.

Cheers, Roger

Autor: ----- (Gast)
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Man muss das Datenblatt schon genau lesen um den Hinweis auf die 
application note zu finden ;-)
http://www.altera.com/literature/an/an447.pdf

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Roger Steiner (edge)

Willst du mich verarschen? Genau DAS, wa sich gesagt habe (Diode 
ausschalten) steht in der Application Note. Und nun?

Autor: alex (Gast)
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Häng an dem selben Problem. Altera widerspricht sich anscheinend. Was 
stimmt eurer Erfahrung nach??

Autor: fpgaengineer (Gast)
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Ich hatte kürzlich ein solches Problem - Aussage des Designers war, daß 
es NICHT geht, den C3 an 3,3V zu betreiben, wenn man die Bank auf 2,5V 
hat. Rat hinter vorgehaltener Hand von Altera war, Peripherie maximal 
mit 3,0 Volt zu betreiben.

@Roger: Möchtest du nun die clamp diode ein- oder ausschalten?

Autor: alex (Gast)
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Gut, bei mir wären es 3,0V. Jetzt bleibt nur noch die Frage mit der 
diode...

Autor: alex (Gast)
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Mist, hab doch 3,3V. Wie schaltet man die Diode aus? Hab im Handbuch 
irgendwie nix gefunden...

Autor: alex (Gast)
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Ok, ich habs. Im Assignment Editor "PCI I/O" auf "Off" stellen...

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