随着半导体技术和通信技术的不断发展,人们对数据的高速传输提出了越来越高的要求。因此,作为如今通信产品领域重要核心器件的FPGA必然需要满足这样的需求。FPGA中的I/O接口是FPGA与外界通信的唯一桥梁,所以,它的设计和制造对于提升产品性能有着至关重要的作用。在为了满足数据高速传输而通信协议层出不穷的今天,FPGA中的I/O接口也就需要在兼容这些协议的基础上不断提高传输速度。国际上,Xilinx、Altera等多家公司的商用FPGA产品的I/O接口不仅已经兼容LVCMOS、LVTTL、PCI、GTL、GTLP、SSTL、HSTL、LVDS、 LDT、LVPECL、BLVDS、ULVDS等国际通用的通信协议标准,其速度也已经达到了Gbps级别。在这样的背景下,本文对FPGA中多协议I/O接口电路进行了研究设计。在对研究的背景和意义进行了简单介绍后,分别对FPGA、通用I/O、FPGA I/O进行了阐述,对其架构进行了分析。在此基础上,介绍了设计中发现的三个主要设计难点：1)同时兼容包括LVDS在内的多个通信协议标准；2)保证高速通信中的信号完整性；3)LVDS收发器速率达到1Gbps。结合其他文献,本文针对不同的问题制定了合理有效的解决方案,即：1)对所支持协议标准进行功能划分,对单端协议标准、伪差分协议标准,全差分协议标准分别进行收发器的设计,并尽可能多的进行电路复用；2)采用先进的数字辅助阻抗匹配技术；3) LVDS发送器采用预加重技术。之后,本文又介绍了本芯片的版图设计方案和芯片测试方案。其中,为了更好的实现对不同功能的配置要求,芯片设计了测试移位电路,用于对功能配置的写入。本项目设计的FPGA I/O接口电路采用SMIC 1P10M 65nm CMOS工艺流片,论文最后部分给出了芯片的实际测试结果。测试结果表明,芯片的功能和性能均达到设计指标要求。作为国家高科技研究发展计划(863)的一部分,本研究对高性能FPGA I/O接口电路的实现是一次有益的尝试。