高速数据采集卡之FMC子板

一、概述

在高速数据采集领域，FPGA因灵活性和可扩展性为连接不同的外部I/O提供了必要的条件。但如果不是统一的io标准，则会造成连接器和子板种类众多，接口中不统一，重复设计的局面。为了避免这些问题，之前的设计一般遵循PMC和XMC标准，但因这些标准多年前制订，而且主要针对单板计算机之类的解决方案，而不是FPGA，故而需要一种针对FPGA的子板标准，这种规范被叫FMC规范。

二、简介

FMC（TheFPGAMezzanineCard），FPGA夹层卡标准，是一个由多个组织参与制订的（包括FPGA供应商和终用户的公司参与），专为FPGA设计的，用于增加I/O灵活性和降低成本的应用广泛的标准。

整个FMC模块由子板模块（或称中间层模块）、载板两部分构成。子板模块和载板之间由连接器连接；子板模块上的连接器使用公座（male），载板连接器使用的是母座（female）。载板连接器引脚与FPGA的可配置IO资源连接，引脚通过PCB设计连接在一起；子板模块上连接器引脚与IO接口也是通过PCB设计连接。子板PCB上可以设计不同的IO接口实现不同的功能，这样，同一个载卡可以通过搭配不同子板来实现不同扩展功能，使FPGA芯片的应用更加灵活。

三、机械尺寸

通常的标准规定FMCIO子板模块主要用于但不限于3U和6U形状载板上（formfactorcards）。3U和6U尺寸外形是VME机械标准中规定的标准尺寸。IO子板模块连接的载卡支持：VME,VPX,VPXREDI,OpenVPX,CompactPCI,CompactPCI Express,AdvancedTCA,AMC,PCIandPCIExpressCarriers,PXIandPXIExpressCarriers。当下VPX/VPXREDI/openVPX,CompacPCI,PCIExpress是常用的几种板卡形态。

通过上述的描述，FMC中每个模块的机械尺寸规定有：：

FMCMezzanineModule：

IO子板模块有单宽（singlewidth）和双宽（doublewidth）两种尺寸，单宽的宽度为69mm，双宽的宽度为139mm。单宽图如概述中图所示，双宽图如右图所示。

每一个FMC子板模块都由前面板（frontpanelbezel）、前面板支撑（bezelleg）、PCB、连接器（connector）和连接器支架（standoff）组成。根据封装（envelopes）,子板高度有两种尺寸：8.5mm和10mm；一般默认使用10mm。前面板支撑和连接器支架的高度根据子板高度不同需要做适当尺寸调整，以满足机械尺寸需求。具体尺寸详见FMC标准手册。

子板模块的PCB一般有三个区域：region1、region2、region3，如下图示。子板模块的长度由组合的不同区域的长度叠加。

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每一个FMC子板模块都由前面板（frontpanelbezel）、前面板支撑（bezelleg）、PCB、连接器（connector）和连接器支架（standoff）组成。根据封装（envelopes）,子板高度有两种尺寸：8.5mm和10mm；一般默认使用10mm。前面板支撑和连接器支架的高度根据子板高度不同需要做适当尺寸调整，以满足机械尺寸需求。具体尺寸详见FMC标准手册。

子板模块的PCB一般有三个区域：region1、region2、region3，如下图示。子板模块的长度由组合的不同区域的长度叠加。

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FMC子板因为其多样性，灵活性及得到日益广泛的使用。坤驰科技做为高速数据采集产品和FMC子板的设计者，近几年发布了多多款FMC子板产品，它们包含高速AD板和高速DA板及混合AD/DA板。它们的电气与机械设计依据 FMC标准(ANSI/VITA57.1)，支持导冷应用，能够满足用户在 特殊环境下的使用需求。 这些FMC子板可用于符合ANSI/VITA57.1标准的FMC载板之上。??

目前坤驰科技提供的具体型号有：

坤驰FMC子板提供了基于XilinxFPGA开发板ML605和VC707的标准FPGA逻辑代码。如果用户使用的不是这两款载板，对于基于V6或7系列FPGA的载板，直接基于这些逻辑代码进行接口调整即可，基于Xilinx其他FPGA的载板，则可能还需要对代码中所用的原语替换成所用的FPGA的版本。

FMC规范定义了两种连接器标准：160引脚的LPC（LowPinCount）和400个引脚的HPC（HighPinCount）。HPC和LPC使用相同的机械连接器，只是信号连接上不同。因此LPC的子卡可以插入HPC的载板;如果设计得当，HPC的子卡插入LPC的载板能实现部分功能。

目前坤驰开发的FMC子卡都是HPC的，如果插入LPC的载板将只能提供部分功能。常用的开发板中，ML605提供了一个HPC和一个LPC插槽；VC707提供了两个HPC槽，但FMC2没有连HB这组线，使用坤驰的FMC子卡只能实现部分功能；KC705提供了一个HPC和一个LPC插槽，但其HPC也没有连HB，不是完全的HPC。

除了提供标准产品，坤驰科技也可以提供定制服务，如果上述产品不在您的选择之列，您也可以在下面提交您的需求，我们给们做出回复：

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