基于基于FPGA的的LVDS接口应用接口应用
摘要 介绍了LVDS技术的原理，对LVDS接口在高速数据传输系统中的应用做了简要的分析，着重介绍了基于FPGA的LVDS_TX模块的
应用，并通过其在DAC系统中的应用实验进一步说明了LVDS接口的优点。 介绍了基于FPGA的LVDS模块的应用，实现了将数据
通过FPGA（Ahera StratixII EP2S90）的LVDS发送模块的传输，以640 Mbit·s-1数据率送至DAC电路。 1 LVDS技术简介
LVDS,即Low-Voltage Differential Signaling低压差分信号，是由美国国家半导体公司于1994年提出的一种信号传输模式，在满足高数
据传输
摘要 介绍了LVDS技术的原理，对LVDS接口在高速数据传输系统中的应用做了简要的分析，着重介绍了基于FPGA的LVDS_TX模块的应用，并通
过其在DAC系统中的应用实验进一步说明了LVDS接口的优点。
介绍了基于FPGA的LVDS模块的应用，实现了将数据通过FPGA（Ahera StratixII EP2S90）的LVDS发送模块的传输，以640 Mbit·s-1数据率送至
DAC电路。
1 LVDS技术简介技术简介
LVDS,即Low-Voltage Differential Signaling低压差分信号，是由美国国家半导体公司于1994年提出的一种信号传输模式，在满足高数据传输率的同
时降低了功耗，运用LVDS技术可使数据速率从几百Mbit·s-1到2 Gbit·s-1。
LVDS传输方式的原理是用一对线传输一个信号，一条传输正信号，另一条传输相反电平并且在接收端相减，可以将走线上的共模噪声消除。因为
两根信号的极性相反，所以对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合越紧密，互相抵消的磁力线越多，泄露到外界的电磁能量就越少。
LVDS接口也称RS-644总线接口，运用LVDS传输技术，采用极低的电压摆幅高速差动传输数据，具有低功耗、低误码率、低串扰和低辐射等特
点，可使用铜质PCB连线传输或平衡电缆。LVDS在对信号完整性、低抖动及共模特性要求较高的系统中的应用越来越广泛。目前LVDS技术规范有两
个标准：一个是TIA/EIA的ANSI/TIA/EIA-644标准；另一个是IEEE1596.3标准。
2 基于基于FPGA的的LVDS接口发送模块接口发送模块
采用Stratix II系列的EP2S90F1020C3FPGA,其支持高速LVDS接口，在Quartus II软件中可以调用其宏功能模块Altlvds_tx,即LVDS接口发送模块。
此模块将以并行方式输入的TTL电平数据信号转换成串行的LVDS信号输出。
2.1 Altlvds_tx发送模式发送模式
图1 Altlvds综合设置界面
将LVDS模块设置为发送模式，即将左端输入的并行tx_in信号转化为串行的tx_out信号输出，并且设置通道数和串行化因子，在这里，通道数即为
输出数据的位数，而串行化因子表示将输入数据分几次输出。例如输入为96位的并行数据，设置为24 channels×4,表示输出串行的24位数据，分4次输
出，若输入数据时钟为160 MHz,则输出的数据率为4倍，即640 Mbit·s-1,并且可以输出640 MHz的数据时钟。在综合设置页面中，没有选中"Implement
Serializer/Deserializer Circuitry In Logic Cells",就表示用到了LVDS Serdes硬核。图2所示数据率为640Mbit·s-1,输出时钟为640MHz.
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