遇到的一个怪异的FPGA问题

syeshu

目前设计的FPGA单板，采用的FPGA型号是XC7Z100-FFG900，最近和客户联调的时候出现一个问题，FPGA有几个GPIO和客户单板通过连接器链接，客户的单板上对应的管脚长期处于3.3V高电平状态。接我们单板的GPIO后，我们的FPGA无法正常加载，GPIO管脚从FPGA直连至板间连接器，断开连接器恢复正常。经过测试发现由于GPIO链接对端的高电平，导致我们的GPIO对应BANK的VCCO33这个电压被拉高至2.1V左右，理论上此时FPGA的INPUT管脚是高阻态，不知道为什么会发生这种场景，后来找了几个单板试了一下，都存在这个问题。
9 {) u2 E6 h) q原理图请参考，实际上GPIO直接从FPGA拉至板间连接器，没有其它链接
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超級狗

syeshu 发表于 2020-6-11 11:45
嗯，我的buffer选的TI 一个带OE的芯片，通过自己的IO去控他的OE，这样应该不会先于电源送电了

真的要省到沒天良的話！
1 R$ u' E$ @2 {' _/ O3 a0 s; ^

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hope123 发表于 2020-06-03 20:17:39
目前设计的FPGA单板，采用的FPGA型号是XC7Z100-FFG900，最近和客户联调的时候出现一个问题，FPGA有几个GPIO和客户单板通过连接器链接，客户的单板上对应的管脚长期处于3.3V高电平状态。

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0 H) i" u% Y( E8 |# g串10P电容能解决
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asdf193

我也遇到过，也是头疼，TI的芯片上遇到过，IO先于电压进去一个3.3会让CPU起不来，复位也起不来，HISI的也是这个样子，我们用的海康的录像机它们 HDMI也是有输出电压，然后也导致我们的起不来，你只有隔离，目前串电阻也没办法，

动感超人

另外的板子比你先上电，通过I/O电流倒灌进你的板子，这时候导致你的FPGA I/O处于中间态，既不能判决为高也不能判决为低，这样可能会让你的I/O发生闩锁，而且也会影响你的FPGA上电时序，上电无法加载一般都会发生，但是有的个别同样的芯片应该是可以加载的，绝大多数都不行，因为不同芯片的I/O接受度可能因生产不一样。
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7 J8 c# d0 @% j+ y* B4 l# u你这个在设计的时候就应该考虑本板FPGA管脚直接拉出去的风险，有3中解决方法，
1、如果是低速信号，可以在I/O线路上串100R电阻，甚至更大，240R
" E) p$ _9 V! n# x2、如果你的板子输入电源和连接的板子输入电源是同一个源，考虑将你的板子上电时间加快，比如去掉每级电源芯片的软启动电容，或者减少上电层级，只要你的3.3V比对方的快就能够正常启动
; y5 \3 D  p/ Q3、设计改版，在I/O上加双向BUFF，有使能控制的那种，上电器件使能关闭，I/O都处于三台，上电后打开使能正常 使用

qichunwang

可以 加个三极管或者MOS管隔离一下，别直接接上去

hope123

目前设计的FPGA单板，采用的FPGA型号是XC7Z100-FFG900，最近和客户联调的时候出现一个问题，FPGA有几个GPIO和客户单板通过连接器链接，客户的单板上对应的管脚长期处于3.3V高电平状态。

baihua2010

这个现象应该是电源倒灌了，导致FPGA端一直处于一个不稳定状态，掉电了FPGA内部也还有一个电压，芯片没有正确复位，可以在信号线上串一个大点的电阻试一下，或者FPGA加一个复位芯片

syeshu

baihua2010 发表于 2020-6-4 08:31
这个现象应该是电源倒灌了，导致FPGA端一直处于一个不稳定状态，掉电了FPGA内部也还有一个电压，芯片没有正 ...

7 b4 J* G% s8 a# Y7 \6 s我们加了复位芯片，芯片可以正常输出复位脉冲，但是复位之后FPGA还是没有办法正常加载
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lidandan

拉高2.1V那不就5V了。那个BANK 3.3V,电平不匹配

syeshu

lidandan 发表于 2020-6-4 16:54
拉高2.1V那不就5V了。那个BANK 3.3V,电平不匹配

1 V1 q7 j+ u5 @8 w. u+ p6 ~& i/ v* A这倒没有，是外部的单板上的FPGA的一个IO，持续输出3.3V高电平接在我们单板的FPGA GPIO上，导致我们的单板上3.3V倒灌至3.3V VCCO电源，倒灌的电压大概在2.1V，等我们单板正常上电了，这个电压还是保持在3.3V，并不会把电压抬高到5V
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xbin

syeshu 发表于 2020-6-4 10:38
7 M2 z: w5 Z: U6 P我们加了复位芯片，芯片可以正常输出复位脉冲，但是复位之后FPGA还是没有办法正常加载

是否倒灌电压导致FPGA上电采集前配置电阻的状态也出错了，进而无法认不到启动模式而且即使导致复位也无法启动。可以看看启动电阻那边的电平是否受影响。

lidandan

lidandan 发表于 2020-6-4 16:54
, k3 M: @8 D0 B0 n3 ?! e& W拉高2.1V那不就5V了。那个BANK 3.3V,电平不匹配

让软件配置下管脚的状态上拉下拉什么的试试。

aconepzy

时序不满足，fpga是不能加载的

超級狗

倒灌的电压大概在2.1V，等我们单板正常上电了，这个电压还是保持在3.3V。

所以你的 FPGA 還沒有電，這個 I/O 上的 3.3V 就存在了？？？
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baihua2010

baihua2010 发表于 2020-6-4 08:31
这个现象应该是电源倒灌了，导致FPGA端一直处于一个不稳定状态，掉电了FPGA内部也还有一个电压，芯片没有正 ...

. e: W0 K: J6 HIO是单向的还是双向的？如果是单向的就价格三极管之类的隔离一下，如果双向就加个芯片吧，用FPGA那端的电源来控制使能，这样等FPGA上电了使能才能打开，可以解决电源倒灌
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syeshu

超級狗 发表于 2020-6-6 09:33
6 q# I9 R; E' M/ b" Y' x- @4 z所以你的 FPGA 還沒有電，這個 I/O 上的 3.3V 就存在了？？？

5 D9 J9 g2 B5 Q( Q* h是的，这个IO配置的输入，外部给的一直是个3.3的高电平