前言
我們在對fpga專案進行約束的時候，常常看到這樣的電平標準，例如lvcom18，lvcos25，lvds，lvds25等等，其實這些都是一系列的電平標準，為了更加深刻地理解電平標準，下面摘選自《fpga之道》這本書對於電平標準的講解來理解。
雙閾值標準
所謂的雙閾值標準，是針對數位電路而言，數位電路表示電平的只有1和0兩個狀態，在實際的電路中，需要約定什麼樣的電壓為1，什麼樣的電壓為0。數位電路中的雙閾值是這樣定義的，例如ttl介面電平標準：
對於輸出端，狀態1的電壓要求為大於等於2.4v，狀態0的電壓要求為小於等於0.5v；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於2.0v，狀態0的判定要求為小於等於0.8v；
也就是需要大於某乙個閾值表示電平1，小於某乙個閾值表示電平0.
下面詳細介紹一些介面電平標準：
ttlttl是transistor-transistor logic的英文縮寫，從其命名就可以看出，這種介面電平標準的初衷是用於基於三極體結構的數字系統之間的。
工作於ttl介面標準下的數位電路，其內部有源器件的標準電源供給應為5v，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求為大於等於2.4v，狀態0的電壓要求為小於等於0.5v；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於2.0v，狀態0的判定要求為小於等於0.8v；
對比輸出、輸入端的電壓要求，可以看出輸出端的電壓輸出要求要比輸入端的雙閥值判定標準更加嚴格，這樣做主要是考慮到雜訊的干擾以及電訊號在輸出與輸入間的傳遞速度，從而讓雙閥值判定標準更加的可靠。
lvttl
由於2.4v與5v之間還有很大空間，這對改善雜訊干擾並沒有什麼明顯的好處，而且還會增加系統的功耗，並且由於數字狀態1、0之間電平相差較大，還會影響到數位電路的響應速度。因此後來就把ttl的電壓範圍進行了一些壓縮，從而形成了lvttl——low voltage transistor-transistor logic，也即低壓ttl電平標準。以下介紹兩種目前常用的lvttl標準：
lvttl3v3
lvttl3v3的意思，即其內部有源器件的標準電源供給為3.3v，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求為大於等於2.4v，狀態0的電壓要求為小於等於0.4v；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於2.0v，狀態0的判定要求為小於等於0.8v；
對比輸出、輸入端的電壓要求可知，為了保證雙閥值判定的穩定性和抗噪性，輸出端的電壓要求仍比輸入端的雙閥值判定標準要嚴格，這點對於所有的數字系統介面標準是一樣的，以後不再贅述。
lvttl2v5
lvttl2v5的意思，即其內部有源器件的標準電源供給為2.5v，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求為大於等於2.0v，狀態0的電壓要求為小於等於0.2v；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於1.7v，狀態0的判定要求為小於等於0.7v。
cmos
cmos是complementary metal oxide semiconductor的英文縮寫，從其命名就可以看出，這種介面電平標準的初衷是用於基於nmos、pmos組成的mos管結構的數字系統之間的。
工作於cmos介面標準下的數位電路，其內部有源器件的標準電源供給為5v，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求為大於等於4.45v，狀態0的電壓要求為小於等於0.5v；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於3.5v，狀態0的判定要求為小於等於1.5v。
cmos與ttl介面相比，有了更大的雜訊容限，並且其輸入阻抗也遠大於ttl輸入阻抗。
lvcoms
同ttl一樣，鑑於功耗和響應速度的考慮，cmos也同樣衍生出了lvcmos介面標準，並且由於mos管相對於三極體的導通門限更加低，因此lvcmos比lvttl更容易使用較低的電壓進行通訊。以下介紹幾種目前常用的lvttl標準：
lvcoms3v3
lvcmos3v3的意思，即其內部有源器件的標準電源供給為3.3v，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求為大於等於3.2v，狀態0的電壓要求為小於等於0.4v；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於2.0v，狀態0的判定要求為小於等於0.7v。
lvcoms2v5
lvcmos2v5的意思，即其內部有源器件的標準電源供給為2.5v，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求為大於等於2.0v，狀態0的電壓要求為小於等於0.4v；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於1.7v，狀態0的判定要求為小於等於0.7v。
lvcoms1v8
lvcmos1v8的意思，即其內部有源器件的標準電源供給為vcc=1.8v，當然這是有一定容忍度的，不過與之前介紹的電平標準不同，這個容忍度會影響它的輸出、輸入情況，介紹如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求為大於等於vcc-0.45v（若vcc精確等於1.8v，則為1.35v），狀態0的電壓要求為小於等於0.45v；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於0.65倍的vcc（若vcc精確等於1.8v，則為1.17v），狀態0的判定要求為小於等於0.35倍的vcc（若vcc精確等於1.8v，則為0.63v）。
lvcoms1v5
lvcmos1v5的意思，即其內部有源器件的標準電源供給為vcc=1.5v，它的容忍度也會影響到其輸出、輸入情況，介紹如下：
對於輸出端，lvcmos1v5沒有明確的要求，但是肯定是狀態1越接近vcc越好，狀態0越接近0v越好；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於0.65倍的vcc（若vcc精確等於1.5v，則為0.975v），狀態0的判定要求為小於等於0.35倍的vcc（若vcc精確等於1.5v，則為0.525v）。
lvcoms1v2
lvcmos1v2的意思，即其內部有源器件的標準電源供給為vcc=1.2v，它的容忍度也會影響到其輸出、輸入情況，介紹如下：
對於輸出端，lvcmos1v2也沒有明確的要求，但是肯定是狀態1越接近vcc越好，狀態0越接近0v越好；
對於輸入端，狀態1的判定要求為大於等於0.65倍的vcc（若vcc精確等於1.2v，則為0.78v），狀態0的判定要求為小於等於0.35倍的vcc（若vcc精確等於1.2v，則為0.42v）。
lvds
lvds是low voltage differential signaling的縮寫，即低壓差分訊號，其輸入、輸出與之前所介紹的介面電平都不同，它需要通過兩根線來完成通訊。其工作原理如下圖所示：
上圖左部為lvds輸出端，其內部有乙個恆流源is，大約恆定輸出3.5-4ma的電流值。最右邊的vout接入lvds的輸入端，而在靠近輸入端的地方併聯接入乙個阻值為100歐的匹配電阻r。通過改變上圖雙刀雙擲開關的位置，而改變差分線上電流的方向，以此來表示數字狀態0和1，因此，接收端的差分線上將會由於電流方向的不同而表現出來±350mv的差分電平，並依次作為數字狀態的判定依據。上圖右側還有乙個直流偏置電壓源vs，這主要是用來說明vout的兩端其實一般都是正電壓的，實際電路中並沒有該項。
由於lvds的電壓擺幅僅有350mv左右，電流也僅有3.5ma左右，而且又是差分傳輸，因此具有高速、超低功耗、低雜訊和低成本等優良特性。
rs232
rs232是美國電子工業協會eia（全稱為electronic industry association）制定的一種序列物理介面標準。rs是recommended standard的縮寫，中文意思為推薦標準，232為標識號。rs232匯流排標準共設有25條訊號線，這裡我們僅討論其數字電平介面判定標準。
rs232的標準電源供給為±12v或±15v，狀態1的電壓要求為-15v到-3v之間，狀態0的電壓要求為3v到15v之間。
rs485
rs485相當於rs232的公升級版，與lvds類似，rs485也是採用差分的形式來傳遞資訊（不過rs485是真的傳了兩路電壓訊號過去），因此抗干擾性要優於rs232。這裡，我們同樣僅關心其數字電平介面判定標準。
rs485的狀態1，其兩線之間的電壓差要求為2v到6v之間；狀態0，其兩線之間的電壓差要求為-6v到-2v之間。
數位電路電平標準全解析
如圖ttl門結構，輸出級採用推挽式輸出結構，t4為射極跟隨的形式，輸出電阻小，帶負載能力強。3.3v lvttl vcc 3.3v voh 2.4v,vol 0.4v vih 2v vil 0.8v v2.5v lvttl vcc 2.5v。voh 2.0v,vol 0.2v,vih 1.7v,vi...
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