前言
我們在對FPGA項目進行約束的時候，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，爲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，是針對數字電路而言，數字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爲1，什麼樣的電壓爲0。數字電路中的雙閾值是這樣定義的，例如TTL接口電平標準：
對於輸出端，狀態1的電壓要求爲大於等於2.4V，狀態0的電壓要求爲小於等於0.5V；
對於輸入端，狀態1的判定要求爲大於等於2.0V，狀態0的判定要求爲小於等於0.8V；
也就是需要大於某一個閾值表示電平1，小於某一個閾值表示電平0.
下面詳細介紹一些接口電平標準：
TTL
TTL是Transistor-Transistor Logic的英文縮寫，從其命名就可以看出，這種接口電平標準的初衷是用於基於三極管結構的數字系統之間的。
工作於TTL接口標準下的數字電路，其內部有源器件的標準電源供給應爲5V，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求爲大於等於2.4V，狀態0的電壓要求爲小於等於0.5V；
對於輸入端，狀態1的判定要求爲大於等於2.0V，狀態0的判定要求爲小於等於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噪聲的干擾以及電信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，這對改善噪聲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，還會影響到數字電路的響應速度。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爲3.3V，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求爲大於等於2.4V，狀態0的電壓要求爲小於等於0.4V；
對於輸入端，狀態1的判定要求爲大於等於2.0V，狀態0的判定要求爲小於等於0.8V；
對比輸出、輸入端的電壓要求可知，爲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接口標準是一樣的，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爲2.5V，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求爲大於等於2.0V，狀態0的電壓要求爲小於等於0.2V；
對於輸入端，狀態1的判定要求爲大於等於1.7V，狀態0的判定要求爲小於等於0.7V。
CMOS
CMOS是Complementary Metal Oxide Semiconductor的英文縮寫，從其命名就可以看出，這種接口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接口標準下的數字電路，其內部有源器件的標準電源供給爲5V，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求爲大於等於4.45V，狀態0的電壓要求爲小於等於0.5V；
對於輸入端，狀態1的判定要求爲大於等於3.5V，狀態0的判定要求爲小於等於1.5V。
CMOS與TTL接口相比，有了更大的噪聲容限，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接口標準，並且由於MOS管相對於三極管的導通門限更加低，因此LVCMOS比LVTTL更容易使用較低的電壓進行通信。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爲3.3V，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求爲大於等於3.2V，狀態0的電壓要求爲小於等於0.4V；
對於輸入端，狀態1的判定要求爲大於等於2.0V，狀態0的判定要求爲小於等於0.7V。
LVCOMS2V5
LVCMOS2V5的意思，即其內部有源器件的標準電源供給爲2.5V，輸出、輸入情況如下：
對於輸出端，狀態1的電壓要求爲大於等於2.0V，狀態0的電壓要求爲小於等於0.4V；
對於輸入端，狀態1的判定要求爲大於等於1.7V，狀態0的判定要求爲小於等於0.7V。
LVCOMS1V8
LVCMOS1V8的意思，即其內部有源器件的標準電源供給爲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的電壓要求爲大於等於VCC-0.45V（若VCC精確等於1.8V，則爲1.35V），狀態0的電壓要求爲小於等於0.45V；
對於輸入端，狀態1的判定要求爲大於等於0.65倍的VCC（若VCC精確等於1.8V，則爲1.17V），狀態0的判定要求爲小於等於0.35倍的VCC（若VCC精確等於1.8V，則爲0.63V）。
LVCOMS1V5
LVCMOS1V5的意思，即其內部有源器件的標準電源供給爲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的判定要求爲大於等於0.65倍的VCC（若VCC精確等於1.5V，則爲0.975V），狀態0的判定要求爲小於等於0.35倍的VCC（若VCC精確等於1.5V，則爲0.525V）。
LVCOMS1V2
LVCMOS1V2的意思，即其內部有源器件的標準電源供給爲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的判定要求爲大於等於0.65倍的VCC（若VCC精確等於1.2V，則爲0.78V），狀態0的判定要求爲小於等於0.35倍的VCC（若VCC精確等於1.2V，則爲0.42V）。
LVDS
LVDS是Low Voltage Differential Signaling的縮寫，即低壓差分信號，其輸入、輸出與之前所介紹的接口電平都不同，它需要通過兩根線來完成通信。其工作原理如下圖所示：
上圖左部爲LVDS輸出端，其內部有一個恆流源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並聯接入一個阻值爲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，並依次作爲數字狀態的判定依據。上圖右側還有一個直流偏置電壓源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、低噪聲和低成本等優良特性。
RS232
RS232是美國電子工業協會EIA（全稱爲Electronic Industry Association）制定的一種串行物理接口標準。RS是Recommended Standard的縮寫，中文意思爲推薦標準，232爲標識號。RS232總線標準共設有25條信號線，這裏我們僅討論其數字電平接口判定標準。
RS232的標準電源供給爲±12V或±15V，狀態1的電壓要求爲-15V到-3V之間，狀態0的電壓要求爲3V到15V之間。
RS485
RS485相當於RS232的升級版，與LVDS類似，RS485也是採用差分的形式來傳遞信息（不過RS485是真的傳了兩路電壓信號過去），因此抗干擾性要優於RS232。這裏，我們同樣僅關心其數字電平接口判定標準。
RS485的狀態1，其兩線之間的電壓差要求爲2V到6V之間；狀態0，其兩線之間的電壓差要求爲-6V到-2V之間。
不同標準之間能否混連？
上面介紹了多種數字系統之間的接口電平標準，通常在使用的時候，還是強烈建議大家爲數字系統接口的雙方選擇一致的標準。不過有時候受限於兩方的一些配置情況，可能並不能找出統一的電平標準來進行通信，那麼此時，是不是除了設計接口轉換電路板以外就沒有別的方法了呢？並不是的，其實，有些不同的接口電平標準是可以兼容的。
首先單端和差分是不可能兼容的，因爲從物理連線上它們就不一樣。但是對於同種類的接口，如果A電平標準的輸出符合B電平標準的輸入，那麼就稱A的輸出可驅動B的輸入，如果反之亦然，那麼稱A、B兩種電平標準可相互驅動。
例如，CMOS的輸出是可以驅動TTL輸入的，但是反之則不行，因爲TTL的狀態1輸出僅爲大於等於2.4V，並不能達到CMOS判決狀態1所需要的大於等於3.5V；但是LVTTL3V3和LVCMOS3V3卻可以相互驅動，因爲它們的輸出都能滿足彼此的輸入判定要求。