我们在对FPGA在约束项目时，经常会看到这样的电平标准，比如LVCOM18，LVCOS25，LVDS，LVDS25等，其实这些都是一系列的电平标准，为了对电平标准有更深入的了解，下面选择《FPGA这本书理解了电平标准的解释。

所谓的双阈值标准，是针对数字电路，数字电路只表示1和0两个状态，在实际电路中，需要约定什么样的电压为1，什么样的电压为0。例如，数字电路中的双阈值TTL接口电平标准：
对于输出端，状态1的电压要求大于或等于2.4V，状态0的电压要求小于等于0.5V；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于2.0V，状态0的判断要求小于等于0.8V；
也就是说，电平1需要大于某个阈值，小于某个阈值.
以下是接口电平标准的详细介绍：

TTL是Transistor-Transistor Logic从其命名可以看出，该接口电平标准的初衷是基于三极管结构的数字系统之间。
工作于TTL接口标准下的数字电路，内部有源设备的标准电源为5V，输出、输入情况如下：
对于输出端，状态1的电压要求大于或等于2.4V，状态0的电压要求小于等于0.5V；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于2.0V，状态0的判断要求小于等于0.8V；
通过比较输出和输入端的电压要求，可以看出输出端的电压输出要求比输入端的双阀值更严格，主要考虑噪声干扰和输出和输入之间电信号的传输速度，使双阀值判断标准更加可靠。

由于2.4V与5V还有很大的空间，这对改善噪声干扰没有明显的好处，也会增加系统的功耗。此外，由于数字状态1和0之间的电平差异较大，也会影响数字电路的响应速度。所以后来把TTL压缩电压范围，形成LVTTL——Low Voltage Transistor-Transistor Logic，也即低压TTL电平标准。以下是两种常用的介绍LVTTL标准：

LVTTL3V3是指内部有源器件的标准电源供应为3.3V，输出、输入如下：
对于输出端，状态1的电压要求大于或等于2.4V，状态0的电压要求小于等于0.4V；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于2.0V，状态0的判断要求小于等于0.8V；
对比输出、输入端的电压要求可知，为了保证双阀值判定的稳定性和抗噪性，输出端的电压要求仍比输入端的双阀值判定标准要严格，这点对于所有的数字系统接口标准是一样的，以后不再赘述。

LVTTL2V5是指内部有源器件的标准电源供应为2.5V，输出、输入如下：
对于输出端，状态1的电压要求大于或等于2.0V，状态0的电压要求小于等于0.2V；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于1.7V，状态0的判断要求小于等于0.7V。

CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor从其命名可以看出，这种接口电平标准的初衷是基于NMOS、PMOS组成的MOS数字系统之间的管结构。
工作于CMOS接口标准下的数字电路，内部有源设备的标准电源为5V，输出、输入如下：
对于输出端，状态1的电压要求大于或等于4.45V，状态0的电压要求小于等于0.5V；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于3.5V，状态0的判断要求小于等于1.5V。
CMOS与TTL接口相比，有了更大的噪声容限，并且其输入阻抗也远大于TTL输入阻抗。

同TTL同样，考虑到功耗和响应速度，CMOS也衍生出来了LVCMOS由于接口标准MOS与三极管相比，管道的导通门限更低，因此LVCMOS比LVTTL使用较低的电压通信更容易。以下是目前常用的几种介绍LVTTL标准：

LVCMOS3V3是指内部有源器件的标准电源供应为3.3V，输出、输入如下：
对于输出端，状态1的电压要求为大于等于3.2V，状态0的电压要求小于等于0.4V；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于2.0V，状态0的判断要求小于等于0.7V。

LVCMOS2V5是指内部有源器件的标准电源供应为2.5V，输出、输入如下：
对于输出端，状态1的电压要求大于或等于2.0V，状态0的电压要求小于等于0.4V；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于1.7V，状态0的判断要求小于等于0.7V。

LVCMOS1V8是指内部有源器件的标准电源供应VCC=1.8V，当然，这是有一定容忍度的，但与之前介绍的电平标准不同，这种容忍度会影响其输出、输入，介绍如下：
对于输出端，状态1的电压要求大于或等于VCC-0.45V（若VCC精确等于1.8V，则为1.35V），状态0的电压要求小于等于0.45V；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于0.65倍的VCC（若VCC精确等于1.8V，则为1.17V），状态0的判定要求为小于等于0.35倍的VCC（若VCC精确等于1.8V，则为0.63V）。

LVCMOS1V5是指内部有源器件的标准电源供应VCC=1.5V，其容忍度也会影响其输出和输入，介绍如下：
输出端，LVCMOS1V5没有明确的要求，但状态1越接近VCC状态越好，0越接近0V越好；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于0.65倍的VCC（若VCC精确等于1.5V，则为0.975V），状态0的判断要求小于等于0.35倍的VCC（若VCC精确等于1.5V，则为0.525V）。

LVCMOS1V2.即其内部有源器件的标准电源供应VCC=1.2V，其容忍度也会影响其输出和输入，介绍如下：
输出端，LVCMOS1V没有明确的要求，但状态1越接近VCC状态越好，0越接近0V越好；
对于输入端，状态1的判断要求大于或等于0.65倍的VCC（若VCC精确等于1.2V，则为0.78V），状态0的判断要求小于等于0.35倍的VCC（若VCC精确等于1.2V，则为0.42V）。

LVDS是Low Voltage Differential Signaling缩写，即低压差信号，其输入输出不同于之前介绍的接口电平，需要通过两条线完成通信。其工作原理如下图所示:
插入图片描述

RS485相当于RS升级版232，和LVDS似，RS485也是采用差分的形式来传递信息（不过RS485是真的传了两路电压信号过去），因此抗干扰性要优于RS232。这里，我们同样仅关心其数字电平接口判定标准。
RS485的状态1，其两线之间的电压差要求为2V到6V之间；状态0，其两线之间的电压差要求为-6V到-2V之间。

上面介绍了多种数字系统之间的接口电平标准，通常在使用的时候，还是强烈建议大家为数字系统接口的双方选择一致的标准。不过有时候受限于两方的一些配置情况，可能并不能找出统一的电平标准来进行通信，那么此时，是不是除了设计接口转换电路板以外就没有别的方法了呢？并不是的，其实，有些不同的接口电平标准是可以兼容的。
首先单端和差分是不可能兼容的，因为从物理连线上它们就不一样。但是对于同种类的接口，如果A电平标准的输出符合B电平标准的输入，那么就称A的输出可驱动B的输入，如果反之亦然，那么称A、B两种电平标准可相互驱动。
例如，CMOS的输出是可以驱动TTL输入的，但是反之则不行，因为TTL的状态1输出仅为大于等于2.4V，并不能达到CMOS判决状态1所需要的大于等于3.5V；但是LVTTL3V3和LVCMOS3V3却可以相互驱动，因为它们的输出都能满足彼此的输入判定要求。
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