對FPGA的時鍾資源理解(更新中)


 7系列FPGA中包含了多達24個CMT(時鍾管理單元)(實際上V7常見只有20個),MMCM和PLL均為時鍾綜合器,對外部輸入時鍾、內部時鍾進行處理,生成需要的低抖動時鍾。PLL是MMCM的功能子集,也是基於MMCM的。其中MMCM包含的額外特性有:

                              

 

  輸入多路復用器從IBUFG,BUFG,BUFR,BUFH,GTs(CLKIN only)或互連(不推薦)中選擇其一 作為參考和反饋時鍾,每個時鍾輸入都經過一個可編程的計數器(D)。相位頻率檢測器(PFD)比較輸入(參考)時鍾和反饋時鍾的上升邊緣的相位和頻率。如果最小的高/低脈沖是可保持的,則任務周期是輔助的。PFD用於生成與兩個時鍾之間的相位和頻率成比例的信號。這個信號用於驅動增壓泵(CP)和循環過濾器(LF)來為VCO生成一個參考電壓。PFD會產生一個向上或向下的信號給充電泵和環形濾波器,以確定VCO是否應該以更高或更低的頻率運行。當VCO以過高的頻率運行時,PFD會激活一個向下的信號,導致控制電壓降低,降低VCO的工作頻率。當VCO以極低的頻率運行時,向上的信號會增加電壓。VCO生產八個輸出階段和一個可變階段,用於精細階段的轉換。每個輸出階段都可以被選擇作為輸出計數器的參考時鍾(圖3-2和圖3-3)。每個計數器可以獨立地為給定的客戶設計進行編程。還提供了一個特殊的計數器M。這個計數器控制MMCM和PLL的反饋時鍾,允許合成寬范圍的頻率。除了整數除法輸出計數器之外,MMCMs還為CLKOUT0和CLKBOUT0添加了一個分數計數器。

  

 

 

 

   

 

 

 source: 可以選擇單端輸入、差分輸入、全局buffer、no buffer四種;

 

 

 

Clock Management

    Some of the key highlights of the clock management architecture include:

       • High-speed buffers and routing for low-skew clock distribution

       • Frequency synthesis and phase shifting

       • Low-jitter clock generation and jitter filtering

    Each 7 series FPGA has up to 24 clock management tiles (CMTs), each consisting of one mixed-mode clock manager (MMCM) and one phase-locked loop (PLL).

 

 

 

 

 

 

 

 

參考:

UG472-7 Series FPGAs Clocking Resources.pdf
DS180-7 Series FPGAs Data Sheet: Overview.pdf

 


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