差分I/O端口组件

1）           IBUFDS

IBUFDS原语用于将差分输入信号转化成标准单端信号，且可加入可选延迟。在IBUFDS原语中，输入信号为I、IB，一个为主，一个为从，二者相位相反。

IBUFDS的逻辑真值表所列，其中“-*”表示输出维持上一次的输出值，保持不变。

IBUFDS原语的例化代码模板如下所示：

// IBUFDS: 差分输入缓冲器（Differential Input Buffer）
// 适用芯片：Virtex-II/II-Pro/4, Spartan-3/3E
// Xilinx HDL库向导版本，ISE 9.1
IBUFDS #(
.DIFF_TERM("FALSE"),
// 差分终端，只有Virtex-4系列芯片才有，可设置为True/Flase
.IOSTANDARD("DEFAULT")
// 指定输入端口的电平标准，如果不确定，可设为DEFAULT
) IBUFDS_inst (
.O(O), // 时钟缓冲输出
.I(I), // 差分时钟的正端输入，需要和顶层模块的端口直接连接
.IB(IB) // 差分时钟的负端输入，需要和顶层模块的端口直接连接
);
// 结束IBUFDS模块的例化过程

http://www.xilinx.com/itp/xilinx6/books/data/docs/lib/lib0229_197.html

Verilog Instantiation Template

IBUFDS instance_name (.O (user_O),

                                  .I (user_I),

                                  .IB (user_IB));

2)        OBUFDS

OBUFDS将标准单端信号转换成差分信号，输出端口需要直接对应到顶层模块的输出信号，和IBUFDS为一对互逆操作。OBUFDS原语的真值表如表所列。

OBUFDS原语的例化代码模板如下所示：

// OBUFDS: 差分输出缓冲器（Differential Output Buffer）
// 适用芯片：Virtex-II/II-Pro/4, Spartan-3/3E
// Xilinx HDL库向导版本，ISE 9.1
OBUFDS #(
.IOSTANDARD("DEFAULT")
// 指名输出端口的电平标准
) OBUFDS_inst (
.O(O), // 差分正端输出，直接连接到顶层模块端口
.OB(OB), // 差分负端输出，直接连接到顶层模块端口
.I(I) // 缓冲器输入
);
// 结束OBUFDS模块的例化过程

http://www.xilinx.com/itp/xilinx5/data/docs/lib/lib0317_301.html

Verilog Instantiation Template

OBUFDS instance_name (.O (user_O),

                                  .OB (user_OB),

                                  .I (user_I));

3) IOBUFDS

Verilog Instantiation Template

// IOBUFDS: Differential Bi-directional Buffer

// Virtex-II/II-Pro/4/5, Spartan-3/3E/3A

// Xilinx HDL Libraries Guide, version 9.1i

IOBUFDS #(

.IBUF_DELAY_VALUE("0"),

// Specify the amount of added input delay for the buffer, "0"-"16" (Spartan-

3E only)

.IFD_DELAY_VALUE("AUTO"),

// Specify the amount of added delay for input register, "AUTO", "0"-"8"

(Spartan-3E only)

.IOSTANDARD("DEFAULT")// Specify the I/O standard

) IOBUFDS_inst (

.O(O), // Buffer output

.IO(IO), // Diff_p inout (connect directly to top-level port)

.IOB(IOB),// Diff_n inout (connect directly to top-level port)

.I(I),// Buffer input

.T(T) // 3-state enable input

);

// End of IOBUFDS_inst instantiation

差分时钟组件

1）IBUFGDS

与全局时钟资源相关的原语常用的与全局时钟资源相关的Xilinx器件原语包括：IBUFG、IBUFGDS、BUFG、BUFGP、BUFGCE、 BUFGMUX、BUFGDLL和DCM等，如图1所示。

IBUFGDS是IBUFG的差分形式，当信号从一对差分全局时钟管脚输入时，必须使用IBUFGDS作为全局时钟输入缓冲。IBUFG支持BLVDS、LDT、LVDSEXT、LVDS、LVPECL和ULVDS等多种格式的IO标准。

http://www.xilinx.com/itp/xilinx6/books/data/docs/lib/lib0231_199.html

IBUFGDS instance_name (.O (user_O),

                                   .I (user_I),

                                   .IB (user_IB));

LVDS差分的在FPGA中的应用

     在高速传输的过程中，经常会受到干扰而误码，因此有时候时钟输入采用差分输入的办法来提高抗干扰的能力。下面已一个二分频为例子：

二分频Verilog代码如下：

`timescale 1ns / 1ps

module div2(clk, div2_clk, rst_n);

    input clk;

    input rst_n;

        output div2_clk;

        reg div2_clk;

    always@(posedge clk or negedge rst_n)

       begin

                     if(!rst_n)

                          div2_clk<=0;

                     else div2_clk<=~div2_clk;

               end

endmodule