LVDS（全称Low-Voltage Differential Signaling，低压差分信号）是一种高速、低功耗的差分信号传输技术，广泛应用于数字通信、视频传输、高速数据接口等领域。
如下图所示，LVDS使用一对相位相反的差分信号传输数据，通过两者电压差来判断逻辑值，在发送端单端转差分，在接收端差分转单端。使用差分信号在外部传输时抗干扰能力更强，外部噪声同时作用与两根差分数据线，那么两者电压差基本不受影响。
差分信号用于信号传输，但是在FPGA内部数据处理时，需要将差分信号变为单端使用，所以就需要将外来的差分信号转为单端，可以使用IBUFDS原语实现，将内部的单端信号转为差分信号输出，可以使用OBUFDS原语实现。
w IBUFDS原语：
上图中，左侧的输入管脚I和IB从FPGA焊盘输入的外部信号，其中I为差分信号的正端P端，IB为差分信号的负端P端；
该原语可以将差分信号转换为单端信号，右侧的O为原语输出的单端信号，O的值如下：
当I=1，IB为0，O为1；
当I=0，IB为1，O为0；
当I=IB时，此时原语不会工作，会保持之前的值不变；
原语的例化形式如下：
7系器件：
IBUFDS #(
.DIFF_TERM('FALSE'), // Differential Termination
.IBUF_LOW_PWR('TRUE'), // Low power='TRUE', Highest performance='FALSE'
.IOSTANDARD('DEFAULT') // Specify the input I/O standard
) IBUFDS_inst (
.O(O), // Buffer output
.I(I), // Diff_p buffer input (connect directly to top-level port)
.IB(IB) // Diff_n buffer input (connect directly to top-level port)
);
Ultrascale+器件：
IBUFDS IBUFDS_inst (
.O(O), // 1-bit output: Buffer output
.I(I), // 1-bit input: Diff_p buffer input (connect directly to top-level port)
.IB(IB) // 1-bit input: Diff_n buffer input (connect directly to top-level port)
);
可以看到两个原语的端口一致，不过7系的原语多了三个参数；
参数说明：
参数DIFF_TERM：差分终端电阻，控制是否启用FPGA内部的差分终端电阻，用于匹配传输线阻抗（通常为100Ω），减少信号反射。
'TRUE'：启用内部终端电阻，适用于未外接终端电阻的差分信号链路（如LVDS长距离传输）。
'FALSE'：禁用内部终端电阻，需外接物理电阻（常见于短距离或已预匹配阻抗的电路）。
参数IBUF_LOW_PWR：低功耗模式，控制输入缓冲器的功耗与性能平衡。
'TRUE'：低功耗模式，适用于对功耗敏感的场景（如电池供电设备），但可能降低信号带宽和抗噪能力。
'FALSE'：高性能模式，提升信号处理速度，适用于高速接口（如Camera Link）。
例如低速传感器接口选'TRUE'，千兆以太网或高速ADC接口选'FALSE'。
参数IOSTANDARD：输入电平标准，指定输入信号的电气标准，确保FPGA引脚电平与外部设备兼容。
常见值：
'LVDS_25'：LVDS差分信号，1.25V共模电压（默认值，Bank供电电压为2.5V）。
'LVDS'：LVDS差分信号，1.25V共模电压（默认值， Bank供电电压为1.8V）。
'LVCMOS18'：单端1.8V LVCMOS电平。
'DEFAULT'：自动适配Bank默认电平，但需确保FPGA Bank供电与外部信号匹配。
其中Xilinx 7系列FPGA的HP Bank仅支持1.2V~1.8V电平，HR Bank支持3.3V电平，需结合实际使用的Bank类型选择。
其中差分的输入端口需直接连接到顶层的输入端口；
且I和IB极性相反，原语才能正常工作；
关于Ultrascale+器件，UltraScale+系列对I/O逻辑进行了重构，部分参数（如DIFF_TERM）默认集成到I/O Bank的全局配置中，而非通过原语单独设置。
例如差分终端电阻（DIFF_TERM）的启用/禁用由Vivado的I/O约束文件（XDC）统一管理。
电平标准（IOSTANDARD）通过FPGA Bank的电压配置自动适配，减少手动参数设置需求。
Ultrascale+器件功耗与性能的自动化控制逻辑将IBUF_LOW_PWR参数在UltraScale+器件中移除，改为由工具根据设计时序和功耗约束自动选择***模式。
当前UltraScale+器件可通过属性约束替代参数：
在UltraScale+中，原语参数的功能被转移到I/O端口属性中。例如：
(* IOSTANDARD = 'LVDS_25', DIFF_TERM = 'TRUE' *)
IBUFDS ibufds_inst (.O(O), .I(I), .IB(IB));
这种方式将电平标准和终端电阻配置直接绑定到端口，而非原语内部参数去控制。
w IBUFDS原语仿真；
测试模块：
module top_7series_ibufds(
input wire clk,
input wire rst,
input wire din_p,
input wire din_n,
output wire dout
);
IBUFDS #(
.DIFF_TERM('FALSE'), // Differential Termination
.IBUF_LOW_PWR('TRUE'), // Low power='TRUE', Highest performance='FALSE'
.IOSTANDARD('DEFAULT') // Specify the input I/O standard
) IBUFDS_inst (
.O(dout), // Buffer output
.I(din_p), // Diff_p buffer input (connect directly to top-level port)
.IB(din_n) // Diff_n buffer input (connect directly to top-level port)
);
endmodule
testbench：
设置两个随机的信号输入，然后仿真查看原语对于输入的处理结果，其中每100ns产生随机的输入，且两个输入极性不一定相反；
`timescale 1ns / 1ps
module tb;
reg clk;
reg rst;
reg data_p;
reg data_n;
wire dout;
initial begin
clk = 0;
rst = 1;
#100
rst = 0;
end
initial begin
data_p = 0;
data_n = 0;
while(1)begin
#100
data_p = $random;
data_n = $random;
end
end
top_7series_ibufds inst_top_7series_ibufds (
.clk(clk),
.rst(rst),
.din_p(data_p),
.din_n(data_n),
.dout(dout)
);
endmodule
仿真结果：
可以看到，
在第1个黄线处，data_p输入0，data_n输入1，此时输出为0，输出有效；
在第2个黄线处，data_p输入1，data_n输入1，那么输出就保持了之前第1个黄线处的有效输出0，此时原语不工作；
在第3个黄线处，data_p输入1，data_n输入0，此时输出为1，输出有效；
在第4个黄线处，data_p输入1，data_n输入1，输出又保持了之前第3个黄线处的有效输出1，此时原语不工作；
仿真的结果符合原语的特性；
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