很多人做了很久的FPGA，知道怎么去給信號分配引腳，卻對這些引腳的功能及其資源限制知之甚少；在第一章里對Zynq7000系列的系統框架進行了分析和論述，對Zynq7000系列的基本資源和概念有了大致的認識，然而要很好地進行硬件設計，還必須了解芯片的引腳特性，以確定其是否符合我們的選型要求，這些要求包括GTX引腳數目、select IO引腳數目、select IO引腳的資源配置情況、PS IO的數目及類型等。
1. Zynq7000系列引腳分類
Zynq7000系列引腳的分類是確定的，而各類引腳的數目則因芯片封裝的不同而不同，（為了便於理解，本文所列引腳數目皆以XQ7Z045 FFG900封裝為例，文章其他部分不再做出說明）其主要類型如下：
|
FFG900 |
引腳分類 |
引腳個數 |
備注 |
| PS IO |
128 |
ARM處理系統的專用引腳 |
|
| Select IO |
362 |
普通的FPGA引腳 |
|
| Configuration Pins In Bank 0 |
17 |
Jtag類的一些引腳 |
|
| GTX Pins |
16X4（16個通道，每通道兩對差分引腳） |
高速串行收發引腳 |
|
| XADC Pins |
32 |
模數轉換引腳 |
1.1. Configuration Pins In Bank 0
| Pin Name |
Type |
Direction |
Description |
| DONE_0 |
Dedicated |
Bidirectional |
高有效，高代表配置完成 |
| INIT_B_0 |
Dedicated |
Bidirectional |
低有效，表示配置存儲器正在初始化 |
| PROGRAM_B_0 |
Dedicated |
Input |
低有效，表示異步復位配置邏輯 |
| TCK_0 |
Dedicated |
Input |
Jtag時鍾信號 |
| TDI_0 |
Dedicated |
Input |
Jtag數據輸入 |
| TDO_0 |
Dedicated |
Output |
Jtag數據輸出 |
| TMS_0 |
Dedicated |
Input |
Jtag模式選擇 |
| CFGBVS_0 |
Dedicated |
Input |
為bank0的配置引腳預選擇電平標准，1表示bank0的供電電壓為2.5或3.3；0表示bank0的供電電壓為1.8 |
| PUDC_B |
Multi-function |
Input |
上拉電阻配置引腳，配置Select IO在配置階段或上電后的其上拉電阻是否使能。當接GND，表示不使能；接VCCO_34表示使能。 |
1.2. Power/Ground Pins
| Pin Name |
Type |
Direction |
Description |
| GND |
Dedicated |
N/A |
地 |
| VCCPINT |
Dedicated |
N/A |
1.0V，PS的供電電壓 |
| VCCUPAUX |
Dedicated |
N/A |
1.8V，PS的輔助電源 |
| VCCO_MIO0 |
Dedicated |
N/A |
1.8—3.3，bank500中MIO的供電電壓 |
| VCCO_MIO0 |
Dedicated |
N/A |
1.8—3.3，bank501中MIO的供電電壓 |
| VCCO_DDR |
Dedicated |
N/A |
1.2V–1.8V,DDR的供電電壓 |
| VCC_PLL |
Dedicated |
N/A |
1.8V，PS的PLL供電電壓，在它附近必須放置0.47uf—4.7uf的電容 |
| VCCAUX |
Dedicated |
N/A |
1.8V，輔助電路供電電壓 |
| VCCAUX_IO_G# |
Dedicated |
N/A |
1.8或2.0V，輔助IO電路的供電電壓 |
| VCCINT |
Dedicated |
N/A |
內核邏輯的供電電壓 |
| VCCO_# |
Dedicated |
N/A |
每個bank的輸出驅動電壓 |
| VCCBRAM |
Dedicated |
N/A |
1.0V，PL部分BLOCK RAM的供電電壓 |
| VCCBATT_0 |
Dedicated |
N/A |
關鍵存儲器備用電源，若不使用，則接地 |
| VREF |
Multi-function |
|
門限電壓 |
| RSVDVCC[3:1] |
Dedicated |
N/A |
保留引腳，必須接到VCCO_0 |
| RSVDGND |
Dedicated |
N/A |
保留引腳，必須接地 |
1.3. PS IO Pins
| Pin Name |
Type |
Direction |
Description |
| PS_POR_B |
Dedicated |
input |
上電復位引腳，必須保持低電平直到PS供電和CLK正常，當它為高后，PS開始自舉（Boot） |
| PS_CLK |
Dedicated |
Input |
系統時鍾，必須在區間[30M,60M] |
| PS_SRST_B |
Dedicated |
Input |
系統復位，0時強制PS進入復位狀態 |
| PS_MIO_VREF |
Dedicated |
電壓參考值 |
提供給RGMII的接收參考電壓，其值等於1/2VCCO_MIO1 |
| PS_MIO[53:0] |
Multi-function |
Input/Output |
PS的多功能引腳，可被配置成SPI ， Quad-SPI flash, NAND, USB, Ethernet, SDIO, UART, SPI, GPIO 接口 |
| PS DDR Pins |
|||
| PS_DDR_CKP |
Dedicated |
Output |
DDR差分時鍾+ |
| PS_DDR_CKN |
Dedicated |
Output |
DDR差分時鍾- |
| PS_DDR_CKE |
Dedicated |
Output |
DDR時鍾允許 |
| PS_DDR_CS_B |
Dedicated |
Output |
DDR片選 |
| PS_DDR_RAS_B |
Dedicated |
Output |
DDR行有效信號 |
| PS_DDR_CAS_B |
Dedicated |
Output |
DDR列有效信號 |
| PS_DDR_WE_B |
Dedicated |
Output |
DDR寫使能 |
| PS_DDR_BA[2:0] |
Dedicated |
Output |
DDR塊地址 |
| PS_DDR_A[14:0] |
Dedicated |
Output |
DDR行或列地址 |
| PS_DDR_ODT |
Dedicated |
Output |
DDR終端控制引腳 |
| PS_DDR_DRST_B |
Dedicated |
Output |
DDR復位引腳 |
| PS_DDR_DQ[31:0] |
Dedicated |
Input/Output |
DDR數據線 |
| PS_DDR_DM[3:0] |
Dedicated |
Output |
DDR數據屏蔽信號 |
| PS_DDR_DQS_P[3:0] |
Dedicated |
Input/Output |
DDR數據選通信號+ |
| PS_DDR_DQS_N[3:0] |
Dedicated |
Input/Output |
DDR數據選通信號- |
| PS_DDR_VRP |
Dedicated |
Output |
DCI參考電壓+，用來校准DDR的IO驅動強度，連接電阻后接地 |
| PS_DDR_VRN |
Dedicated |
Output |
DCI參考電壓-，用來校准DDR的IO驅動強度，連接電阻后接VCCO_DDR |
| PS_DDR_VREF[1:0] |
Dedicated |
Voltage Reference |
DDR接口的參考電壓 |
1.4. XADC Pins
| Pin Name |
Type |
Direction |
Description |
| VCCADC_0 |
Dedicated |
N/A |
XADC模擬電路電源 |
| GNDADC_0 |
Dedicated |
N/A |
模擬電路參考地 |
| VP_0 |
Dedicated |
Input |
模擬差分輸入正極 |
| VN_0 |
Dedicated |
Input |
模擬差分輸入負極 |
| VREFP_0 |
Dedicated |
N/A |
1.2V參考電壓 |
| VREFN_0 |
Dedicated |
N/A |
參考地 |
| AD0P through AD15P AD0N through AD15N |
Multi-function |
Input |
模擬輸入端0--15 |
1.5. Multi-gigabit Serial Transceiver Pins (GTXE2 and GTPE2)
| Pin Name |
Type |
Direction |
Description |
| MGTXRXP[0:3] or MGTPRXP[0:3] |
Dedicated |
Input |
差分接收端正極 |
| MGTXRXN[0:3] or MGTPRXN[0:3] |
Dedicated |
Input |
差分接收端負極 |
| MGTXTXP[0:3] or MGTPTXP[0:3] |
Dedicated |
Output |
差分發送端正極 |
| MGTXTXN[0:3] or MGTPTXN[0:3] |
Dedicated |
Output |
差分發送端負極 |
| MGTAVCC_G# |
Dedicated |
Input |
1.0V發送器和接收器的內部電路模擬供電電壓 |
| MGTAVTT_G# |
Dedicated |
Input |
1.2V發送驅動器的模擬供電電壓 |
| MGTVCCAUX_G# |
|
|
1.8V ，GTXE2發送器專用的Quad PLL輔助模擬供電電壓 |
| MGTREFCLK0/1P |
|
|
發送器的正參考時鍾 |
| MGTREFCLK0/1N |
|
|
發送器的負參考時鍾 |
| MGTAVTTRCAL |
|
N/A |
內部電路校准用的精度參考電阻引腳 |
| MGTRREF |
|
Input |
內部電路校准用的精度參考電阻引腳 |
1.6. Select IO
| Pin Name |
Type |
Direction |
Description |
| IO_LXXY_# IO_XX_# |
Dedicated |
Input/Output |
絕大多數IO都是差分的，但芯片頂端和低端的IO是單端的；#表示Bank號，XX表示該引腳在Bank里的序號，Y表示是P端還是N端 |
XC7Z045 FFG900芯片里Select IO的差分情況如下所示：
HR：High Range，其電壓范圍1.2và3.3V 延時資源只有IDELAY2；HP：High performance，其電壓1.8V，延時資源既有IDELAY2也有ODELAY2；
| Device |
I/Opins |
SIO（Select IO） |
PS IO |
|
| HR |
HP |
|||
| XC7Z045 FFG900 |
User IO |
212 |
150 |
128 |
| Differential |
102 |
72 |
-------- |
|
需要注意的是，很多Select IO是多功能引腳（Multi-function），它們既可以當做普通IO來用，又可以當做特殊引腳如時鍾引腳來用，特殊功能說明如下：
| Pin Name |
Type |
Direction |
Description |
| MRCC |
Multi-function |
Input |
multi-region Clock引腳，具有時鍾功能的引腳，當時鍾是單端時，時鍾信號必須由MRCC引腳的正端輸入 |
| SRCC |
Multi-function |
Input |
Single-region Clock引腳，具有時鍾功能的引腳，當時鍾是單端時，時鍾信號必須由SRCC引腳的正端輸入 |
| VRN |
Multi-function |
N/A |
DCI電壓N型晶體管參考電阻引腳，應該在每一個Bank里接上參考電阻后上拉 |
| VRP |
Multi-function |
N/A |
DCI電壓P型晶體管參考電阻引腳，應該在每一個Bank里接上參考電阻后下拉 |
| DXP_0, DXN_0 |
Dedicated |
Input |
溫敏二極管引腳，可用於檢測芯片溫度 |
| T0, T1, T2, or T3 |
Multi-function |
Input |
存儲器的字節分組 |
| T0_DQS, T1_DQS, T2_DQS, or T3_DQS |
Multi-function |
Input |
DDR的DQS使能引腳 |