多个FPGA之间如何实现通信_两个fpga之间如何进行以太网通讯

通信方案

1. GPIO

适用场景：传输几个控制信号（比如状态机握手）。

操作指南：

分配两片FPGA的普通IO引脚直连，上拉电阻防浮空。

写个心跳包协议，每秒发个0x55确认对方活着。

// FPGA1发送端  always @(posedge clk_50m) begin      if (cnt == 49_999_999) begin  // 1秒计时          tx_data <= 8\'h55;          cnt <= 0;      end else begin          cnt <= cnt + 1;      end  end  

注意事项：超过10MHz大概率时序违例，记得在Vivado里 set_max_delay -datapath_only 约束跨FPGA路径

2. LVDS差分对

适用场景：传输百兆级数据流（比如摄像头Raw Data）。

核心操作：

启用FPGA的差分IO（如Xilinx的OBUFDS原语）。

自定义串并转换协议，比如16bit数据+1bit校验位，用LVDS传。

技巧：PCB走线必须等长+阻抗匹配，差分对误差控制在5mil以内，否则眼图裂开。

3. GTX高速收发器组网

适用场景：激光雷达点云、4K视频流等Gbps级传输。

核心配置：调用Xilinx的Aurora 64B/66B IP核，绑定GTX Quad。配置CRC校验+通道绑定（Channel Bonding），抗干扰能力拉满，适用于多对一场景。如果需要片间互联建议使用SRIO，SRIO更适用于这一场景

同步难题

1. PLL全局时钟

用同一颗晶振给多片FPGA提供参考时钟，通过PLL生成同源时钟。

致命细节：晶振到各FPGA的走线长度差必须小于1/6波长（比如100MHz时钟走线差<5cm）

2. 异步（用FIFO）

在跨FPGA接口处塞异步FIFO，比如Xilinx的FIFO。

参数设置：写时钟用FPGA1的clk_tx，读时钟用FPGA2的clk_rx，深度至少64。

注意事项：如果两时钟频率差超过5%，FIFO会溢出或读空，建议用 almost_full 信号反压。

调试方法

1. 逐步测试

先单独验证每片FPGA的基础功能（比如FPGA1发0xAA，FPGA2收到后点亮LED）。

用Vivado ILA同时抓取两片FPGA的信号，通过JTAG链触发同步（需要两个调试器）。

2. 调参优先级

先调通低速模式（比如10MHz），再逐步提频。

优先保证电源纹波（<50mV），噪声大了直接通信中断。

最后怼眼图：用高速示波器看信号完整性，调整终端匹配电阻。